Применение технологий Интернета вещей для оценки экологического состояния городских территорий

По следам конференций SGEM

Цель работы
Применение онлайн методов измерений и технологий Интернета вещей, для оценки немедленных токсикологических, социально-эпидемиологических, метеорологических и экологических эффектов состояния окружающей городской среды
Создание экологического сегмента
CIM
(City Information Model)

Онлайн мониторинг городских территорий
Internet of Things (Интернет вещей) – это сеть физических объектов, которые имеют встроенные технологии, позволяющие осуществлять взаимодействие с внешней средой, передавать сведения о своем состоянии и принимать данные извне.

Сервер
Любой пользователь с доступом в интернет
Сервис по пробкам на дорогах
Гидромет-станция
Измерение, передача и оценка информации в экологическом сегменте City Information Model

Здоровая среда и показатели уязвимости
Только быстро меняющиеся параметры!!!
Ощущаемая температура ET, включая
Условия комфорта: +18°С до +24°С, влажности воздуха от 55% до 70% и скорости ветра до 5 м/с.
Тепловой шок: риск нарастает при отклонении от условий комфорта
Ветрохолодовой эффект (международный стандарт ISO 11079-2015 )
Шумовое загрязнение среды (ПДУ=55 дБА днем)
Загрязнение воздуха токсичными газообразными веществами (ПДКмр, ИЗА)
Загрязнение воздуха аэрозолями, включая твердые взвешенные частицы (мелкодисперсная пыль PM10, PM2,5)
Солнечный удар

Микроклиматические и микропогодные параметры в городской застройке
Таблица 1 Основные закономерности изменения микроклимата в городе

Зависимость ощущаемой температуры
(ветрохолодового индекса) от скорости ветра
Twc,°C
V,м/с

Индекс теплового удара
Значения индекса теплового удара при различных сочетаниях температуры и влажности воздуха и его воздействие на организм человека

Индекс ветрового охлаждения
Карта значений индекса ветрового охлаждения (WCTI)

Результаты измерений на территории Нижнего Новгорода

Сравнение данных во время летней жары

Нормативные требования по учету микроклимата
и микропогодных характеристик
ISO 11079-2015 «Эргономика термальной среды. Определение холодового стресса и его интерпретация на основе показателей локального охлаждающего воздействия»
МГСН 4.04-94 «Многофункциональные здания и комплексы», вступившими в силу в 1999 году. В соответствии с этими нормами «…необходимо выполнять проверку ветрового режима в пешеходных зонах для обеспечения комфортности пребывания людей в этих зонах при действии ветра»
МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий - комплексов»

Создаваемый онлайн сервис
метеорологической безопасности и комфорта
Расчет ощущаемой температуры на основных улицах города
Выявление и оценка опасности теплового шока в уязвимых зонах
Расчет ощущаемой температуры в рекреационных зонах
Выявление и оценка опасности переохлаждения и обморожения
Рекомендации жителям по пребыванию в зонах ветрохолодового эффекта
Рекомендации жителям по пребыванию в зонах теплового шока

Онлайн мониторинг уровня шума от транспортных потоков

Пример расчёта риска от выбранного маршрута

Разработан методический подход к использованию Интернета вещей и онлайн технологий для исследования городских микротерриторий как сегмент City Information Model.
По результатам мониторинга Нижнего Новгорода и Кёльна была выявлена изменчивость исследуемых показателей по уровню шума, загрязнению воздуха, ветрохолодовому эффекту и тепловому шоку
Созданы и эксплуатировались несколько лет онлайн сервисы Quite-routes, Eco-routes, Eco-water и Бесконечная река (Endless river)
Начиная с осени 2020 все сервисы будут перенесены на сайт ННГАСУ в единый экопортал для продолжения тестирования на выбранной территории (например, Започаинье).
Результаты

Применить для исследования Започаинья предлагаемую систему онлайн мониторинга как сегмент City Information Model.
Выполнить оценку комфортности, гидрометеорологической и экологической безопасности микротерриторий Започаинья
На основе результатов оценки комфортности и безопасности включить в регламенты территориальных зон Започаинья показатели комфортности и предложить мероприятия по достижению целевых показателей
Создать модельное открытое общественное пространство нового IT типа на территории Започаинья на основе онлайн мониторинга гидрометеорологической и экологической среды
Создать онлайн Интернет ресурс сопровождения виртуальных и реальных прогулок по Започаинью с посещением минералогического и палеонтологического музеев в ННГАСУ
Предложения