Проблема экологической безопасности остается для Донецкой области одной из наиболее актуальных. В регионе, где накоплены миллионы тонн опасных отходов, продолжают работать загрязняющие природную среду промышленные предприятия. А это - еще один фактор риска для здоровья человека. Минимизировать влияние вредных выбросов, поставить его под контроль намерены донецкие ученые. Не так давно кафедра Компьютерных систем мониторинга Донецкого национального технического университета (ДонНТУ) презентовала вторую версию автоматизированной системы мониторинга окружающей среды «ОМОС 2.0». Созданная по принципу геоинформационной системы, она в реальном времени отображает загрязнение воздуха и поверхностных вод в регионе. Пока мониторинг осуществляется только на местном уровне, но на этом разработчики останавливаться не собираются. Как работает система и чего ждать от ее следующих версий нам рассказал координатор проекта - начальник отдела мониторинга Государственного управления охраны окружающей природной среды в Донецкой области Дмитрий Аверин. - Дмитрий Геннадиевич, что представляет собой система «ОМОС», как она работает? - «ОМОС» - это автоматизированная система мониторинга окружающей среды Донецкой области, которая собирает, анализирует и представляет информацию о загрязнении природных сред. Система предназначена для ведения мониторинга окружающей среды, интегрируя данные автоматизированных и стационарных пунктов контроля субъектов мониторинга окружающей среды. Доступ к программе осуществляется с помощью сети Интернет. На данное время к системе подключены два автоматизированных пункта контроля атмосферного воздуха - в Донецке и Макеевке. Информация от этих пунктов передается в систему каждые 10 минут. Посты контролируют загрязнения по следующим веществам: диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, озон, аммиак. Метеостанция контролирует следующие метеопараметры: температура, направление и скорость ветра, относительная влажность, атмосферное давление, количество осадков. На следующем этапе развития системы планируется реализовать алгоритмы автоматизированного определения источника загрязнения, на котором был произведен сверхнормативный выброс. В г. Донецке ввести в действие такие алгоритмы будет возможно уже до конца 2011 года. При резком росте концентрации на одном из автоматизированных постов система определит направление ветра и вероятные источники загрязнения, а также сформирует и передаст электронное письмо или смс операторам контролирующих органов для своевременной фиксации нарушения с помощью передвижных лабораторий... Подчеркну, что это первая попытка в Украине объединить различные источники экологической информации в единую информационную систему. Данные, хранящиеся в системе, полностью открыты для общественности и могут использоваться в познавательных и научных целях. «ОМОС» постоянно развивается и наполняется: сейчас в базе данных системы хранится уже более двух миллионов измерений. - То есть, это довольно масштабный проект… - Группа разработчиков системы - это более 15 человек. Треть группы работала над подготовкой топографической основы, векторизацией слоев карты и организацией работы сервера ГИС, треть – над проектированием и наполнением баз данных экологической информации, оставшаяся часть – над программированием отчетных форм и организацией работы веб-сервера. - Как «ОМОС» получает данные? - На сегодняшний момент система получает данные в три потока: автоматизированные пункты контроля атмосферного воздуха (через газоанализаторы), стационарные пункты контроля атмосферного воздуха Донецкого областного центра по гидрометеорологии и стационарные пункты контроля поверхностных вод Северско-Донецкого бассейнового управления водных ресурсов. В ближайший год планируется добавить еще несколько источников информации – стационарные пункты контроля атмосферного воздуха и поверхностных вод Донецкой областной санитарно-эпидемиологической станции и стационарные пункты контроля поверхностных вод Донецкого областного центра по гидрометеорологии. - Отличаются ли газоанализаторы «ОМОСа» от других? Система может работать с любыми газоанализаторами? - Газоанализаторы, установленные на пунктах автоматизированного контроля системы «ОМОС», были разработаны в Донецком национальном техническом университетн и отличаются от отечественных аналогов тем, что используют полупроводниковые датчики контроля загрязняющих веществ. В отличие от химических датчиков, которые использованы в большинстве модификаций, такие приборы более точны, долговечны и, что самое главное, отличаются низкой стоимостью. Вообще «ОМОС» позволяет использовать любые газоанализаторы с цифровыми или аналоговыми выходами, но аналоги, представленные сегодня на рынке, стоят дороже в 2-5 раз. Д. Аверин тестирует новую систему. - В проекте использованы, в основном, «свободные» инструменты – как сервер, так и система управления базой данных. Почему выбраны именно эти инструменты? - Выбор инструментов с открытым исходным кодом был обусловлен их нулевой стоимостью для некоммерческого использования. Кроме того, такие инструменты быстрее развиваются и внедряют новые технологии. - Почему выбор сервера пал именно на «Apache»? (HTTP-сервер, система конфигурации которого основана на текстовых файлах, то есть все действия, которые он должен выполнять с данными, записаны в текстовый файл – здесь и далее прим. ред.). Из свободных серверов можно спользовать как «nginx», так и «Cherokee». Почему же именно «Apache»? - Разработчикам ставилось условие: платформонезависимость системы. Наша система должна работать как под управлением операционных систем семейства Windows, так и под управлением Linux/Unix систем. Наиболее устойчивой работой под операционной системой Windows отличается Apache. Кроме того, этот продукт развивается наиболее динамично. - Тот же вопрос и о выборе системы управления базами данных. Почему именно «PostgreSQL»? (свободная и очень гибкая система управления базами данных, на базе языка SQL. Особенность ее в том, что она является реляционной, то есть объединена с объектно-ориентированным языком программирования. Этот тип языков использует такие понятия как «Объект» (содержит в себе сведения о некотором физическом объекте) и «Класс» (описание таких объектов и действий, которые можно с ними выполнять). Почему не такая СУБД, как «Oracle Database»? - Процессорная лицензия на Oracle Database Enterprise Edition стоит около $35 тыс., что превышает стоимость разработки последней версии «ОМОС». Кроме того, Oracle для своей работы требует выделенный сервер, что также увеличивает стоимость конечного продукта. Несмотря на высокую эффективность обработки данных и надежность, такие СУРБД в нашей стране используются редко в первую очередь из-за их высокой стоимости. Система управления реляционными базами данных PostgreSQL полностю удовлетворила требования разработчиков: приемлемая скорость обработки данных, высокая надежность, платформонезависимая работа, возможность хранения и обработки геопространственных данных. Газоанализатор, разработанный специалистами ДонНТУ по заказу Донецкого горсовета. - Вопрос по использованию свободной библиотеки «OpenLayers» (все данные предоставляются в виде схематических онлайн-карт построенных с помощью этой библиотеки, сборника тех самых «классов» (похожая технология используется в «GoogleMap»). Какими необходимыми качествами обладает она и можно ли применить другие для использования в «ОМОС»? - Использование именно OpenLayers в системе непринципиально: ОМОС проектировалась таким образом, что может работать с любыми подобными библиотеками, но это потребует дополнительной настройки. И при проектировании системы мы изучили различные библиотеки, служащие для создания web-интерфейсов отображения картографических материалов. Именно «OpenLayers» на сегодняшний день оказалась наиболее удобной библиотекой для интеграции в систему. Использование библиотеки позволяет не только осуществлять навигацию по карте, но и управлять прозрачностью и видимостью слоев, получать отдельную информацию об объектах и добавлять объекты на карту. - С какими проблемами была связана разработка системы? - Наибольшая проблема при разработке системы не нова – это финансирование работ. Нам необходимо было создать уникальную для Украины систему при небольшом и нерегулярном финансировании. Именно поэтому мы остановились на продуктах OpenSource (программное обеспечение с открытым исходным кодом). В техническом плане проблему представляла стыковка 10 программных продуктов различных производителей, трех библиотек и множества технологий, таким образом, чтобы получить надежную работоспособную и, что немаловажно, недорогую в использовании и дублировании информационную систему. - Какое будущее у вашей системы? - «ОМОС» – это не просто система сбора статистических данных. На основе поступающей информации она сможет рекомендовать принятие управленческих решений, оценивать загрязнение среды и определять вероятных загрязнителей – а это возможность воздействовать на предприятия, загрязняющие окружающую среду и механизм улучшения ее качества. Для выполнения поставленных задач необходимо реализовать в системе алгоритмы определения вероятных загрязнителей атмосферного воздуха и поверхностных водных объектов, алгоритмы прогноза загрязнения и распространения примесей, реализовать экспертную систему принятия решений. В ближайшее время планируется ввод в действие англоязычной версии системы. Так выглядит одна из страниц системы ОМОС в Интернете. Кроме того, каждая организация будет иметь аккаунт для работы с системой, и наполнять ее по мере поступления информации. При невозможности продолжительного доступа к сети Интернет в организации-субъекты устанавливаются локальные рабочие станции и передача информации будет производиться по электронной почте 1-2 раза в месяц. Что касается автоматизации контроля, мы планируем установить около 50 автоматизированных пунктов наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в 22 городах Донецкой области, после чего приступить к разработке и установке автоматизированных пунктов наблюдения за состоянием поверхностных и подземных вод, а также подключить к системе существующие на предприятиях-загрязнителях приборы непрерывного учета выбросов. Работа над второй версией «ОМОСа» шла на протяжении двух лет, но и за это время разработчики не реализовали весь спектр своих идей. Все только начинается... Александр Перемот, для «ОстроВ»
