Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01489 AP26194771-KC-25 0125РК00848
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 38982917 AP26194771
Name of work
Разработка геоинформационно-аналитической системы сбора и моделирования данных мониторинга качества атмосферного воздуха города Алматы от передвижных источников загрязнения
Type of work Source of funding Report authors
Applied Акбасова Аманкул Джакановна
0
0
1
1
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Атмосферный воздух города Алматы как среда, подвергающаяся загрязнению выбросами автотранспортных средств.

Алматы қаласының атмосфералық ауасы – автокөлік шығарындыларымен ластануға ұшырайтын орта.

Создание прототипа геоинформационно-аналитической системы для математического моделирования, интеллектуального и пространственно-временного анализа влияния выбросов автотранспортных средств на качество атмосферного воздуха в городе Алматы с учётом транспортных, метеорологических и геопространственных характеристик.

Көлік, метеорологиялық және геокеңістіктік сипаттамаларды ескере отырып, Алматы қаласындағы автокөлік шығарындыларының атмосфералық ауа сапасына әсерін математикалық модельдеу, интеллектуалдық және кеңістіктік-уақыттық талдау үшін геоақпараттық-аналитикалық жүйенің прототипін құру.

Сбор и систематизация архивных данных: Сбор архивных данных, в том числе географических, транспортных, метеорологических, экологических и социологических данных, включая информацию о транспортной инфраструктуре, потоках АТС и используемом топливе. Ежесезонные полевые исследования: Определение концентраций ЗВ и твердых частиц от всех видов АТС. Замеры качества атмосферного воздуха в ключевых точках города с использованием стационарных и портативных анализаторов. Отборы проб и химические анализы. Замеры трафика. Замеры метеоусловий. Социологические исследования.

Мұрағаттық деректерді жинау және жүйелеу: Көлік инфрақұрылымы, көлік қозғалысы және пайдаланылатын отын туралы ақпаратты қоса алғанда, географиялық, көліктік, метеорологиялық, экологиялық және әлеуметтік деректерді қоса алғанда, мұрағаттық деректерді жинау. Маусымдық далалық зерттеулер: Барлық көлік түрлерінен ластаушы заттар мен бөлшектердің концентрациясын анықтау. Қала бойынша негізгі нүктелерде стационарлық және портативті анализаторларды пайдаланып ауа сапасын өлшеу. Сынама алу және химиялық талдау. Көлік қозғалысын өлшеу. Ауа райын өлшеу. Әлеуметтанулық зерттеулер.

Создана база накопленных данных по городу Алматы, включающая: координаты и карты города, ключевых улиц и участков, характеристики АТС, информацию о топливе, метеорологические данные, данные о дорожной инфраструктуре, трафик и режимы работы, экологические параметры, социально-экономические данные. Получены актуальные и специфичные данные для города Алматы, включающие: содержание токсинов и концентрации взвешенных частиц в выхлопных газах АТС всех видов, на различных режимах работы двигателя; уровни загрязнения воздуха на перекрестках ключевых улиц, территории промышленных и жилых зон (нижние части города); химический состав проб воздуха; валидация замеров датчиков; сведения о пробеге, типах топлива и привычках пользователей АТС. Собран полный набор структурированных и актуальных данных для проведения экспериментальных исследований с помощью программных комплексов IVE, CFD и ArcGIS. Составлен экспериментально подтвержденный перечень ЗВ, ассоциированных с различными типами АТС и промышленными объектами в Алматы, классифицированы ЗВ в зависимости от их воздействия на здоровье человека в жилых и промышленных зонах, разработаны рекомендации по снижению угроз для здоровья и улучшению качества воздуха.

Алматы қаласы бойынша жинақталған деректердің дерекқоры жасалды, оған мыналар кіреді: қаланың координаттары мен карталары, негізгі көшелер мен аумақтар, көлік құралдарының сипаттамалары, отын туралы ақпарат, метеорологиялық деректер, жол инфрақұрылымы туралы деректер, көлік қозғалысы және жұмыс режимдері, қоршаған орта параметрлері және әлеуметтік-экономикалық деректер. Алматы қаласы бойынша тиісті және нақты деректер алынды, соның ішінде: қозғалтқыштың әртүрлі жұмыс жағдайларында барлық көлік түрлерінен шығатын газдардағы токсиндер деңгейі мен бөлшектердің концентрациясы; негізгі көше қиылыстарындағы және өнеркәсіптік және тұрғын аудандарындағы (қаланың төменгі бөліктеріндегі) ауаның ластану деңгейі; ауа үлгілерінің химиялық құрамы; сенсорлық өлшеулерді тексеру; және жүрілген жол, отын түрлері және көлік құралдарын пайдаланушылардың әдеттері туралы ақпарат. IVE, CFD және ArcGIS бағдарламалық пакеттерін пайдаланып эксперименттік зерттеулер жүргізу үшін құрылымдалған және жаңартылған деректердің толық жиынтығы жиналды. Алматыдағы әртүрлі көлік түрлері мен өнеркәсіптік нысандармен байланысты ластаушы заттардың эксперименттік түрде тексерілген тізімі жасалды. Бұл ластаушы заттар тұрғын үйлер мен өнеркәсіптік аймақтардағы адам денсаулығына әсеріне қарай жіктелді. Денсаулыққа қауіп төндіруді азайту және ауа сапасын жақсарту бойынша ұсыныстар әзірленді.

1. Создана и верифицирована многоуровневая цифровая информационная база по городу Алматы, объединяющая более десяти категорий данных (включая метеорологию, автопарк, и дорожную инфраструктуру), с выделением 17 ключевых улиц и участков для моделирования. 2. Выполнено 480 натурных замеров трафика на 16 точках в течение 30 суток и 30 инструментальных замеров выхлопных газов АТС на различных режимах работы, что обеспечило получение уникальных, актуальных коэффициентов выбросов для калибровки моделей. 3. Все собранные данные структурированы и приведены к единому формату, что гарантирует полную совместимость и готовность к интеграции для проведения экспериментальных исследований с использованием программных комплексов IVE, CFD и ArcGIS. 4. Установлено, что автотранспорт формирует до 90% валовых выбросов, а расчет острых неканцерогенных токсикологических рисков выявил критически высокий уровень опасности ≥0.90 для пяти ключевых загрязнителей: PM, Бенз(а)пирен, NO2, CO и O3.

1. Алматы қаласы бойынша оннан астам деректер санатын (метеорология, автопарк, жол инфрақұрылымын қоса алғанда) біріктіретін, модельдеу үшін 17 негізгі көшелер мен учаскелерді бөле отырып, көп деңгейлі цифрлық ақпараттық база құрылып, тексерілді. 2. 30 тәулік ішінде 16 нүктеде 480 нақты трафик өлшеулері және қозғалтқыштың әртүрлі жұмыс режимдерінде АТК шығарындыларының 30 аспаптық өлшеулері орындалды, бұл модельдерді калибрлеу үшін өзекті шығарындылар коэффициенттерін алуға мүмкіндік берді. 3. Барлық жиналған деректер құрылымдалып, бірыңғай форматқа келтірілді, бұл IVE, CFD және ArcGIS бағдарламалық кешендерін пайдалана отырып, эксперименттік зерттеулер жүргізу үшін толық үйлесімділікті және интеграцияға дайындықты қамтамасыз етеді. 4. Автокөлік жалпы шығарындылардың 90%-ға дейін құрайтыны анықталды, ал жедел уыттылық (токсикологиялық) қауіптерді есептеу бес негізгі ластаушы зат бойынша халық денсаулығы үшін өте жоғары қауіп деңгейін ≥0.90 көрсетті: PM, Бенз(а)пирен, NO2, CO және O3.

Созданная база данных и детализированная карта Алматы с выделением 17 ключевых участков служат готовой цифровой основой для внедрения новых систем мониторинга и точечного планирования транспортных и экологических мероприятий. Полученные результаты экспериментальных замеров трафика и выбросов АТС предоставляют уникальный актуальный массив данных для калибровки и верификации городских транспортных и экологических моделей (IVE, CFD), что является первым шагом к их практическому применению. Разработанный перечень приоритетных загрязняющих веществ, их классификация по классам опасности и расчет острых рисков (≥ 0.90) уже используется в качестве экспертного заключения для обоснования ужесточения экологических нормативов в регионе. Выработанные рекомендации по зонированию, контролю экологического класса автопарка («Евро-5 и выше») и электрификации транспорта направлены непосредственно в уполномоченные органы города для включения в государственные программы по улучшению качества воздуха.

17 негізгі бағытты көрсететін жасалған дерекқор және Алматының егжей-тегжейлі картасы жаңа мониторинг жүйелерін енгізу және көлік және экологиялық шараларды мақсатты жоспарлау үшін дайын цифрлық негіз болып табылады. Тәжірибелік көлік қозғалысы мен көлік шығарындыларын өлшеу нәтижелері қалалық көлік және қоршаған орта модельдерін (IVE, CFD) калибрлеу және тексеру үшін бірегей, жаңартылған деректер жиынтығын ұсынады, бұл оларды практикалық қолданудың алғашқы қадамы болып табылады. Басым ластаушы заттардың әзірленген тізімі, олардың қауіптілік класы бойынша жіктелуі және жедел тәуекелдерді есептеу (≥ 0,90) аймақтағы экологиялық ережелерді қатайтуды негіздеу үшін сараптамалық пікір ретінде пайдаланылуда. Аймақтарды бөлу, көлік паркінің шығарындылар класын бақылау (Еуро 5 және одан жоғары) және көлікті электрлендіру бойынша әзірленген ұсынымдар мемлекеттік ауа сапасын жақсарту бағдарламаларына енгізу үшін тікелей уәкілетті қала органдарына жіберілді.

В результате проекта была создана всеобъемлющая и актуализированная база данных по Алматы, включающая уникальные 30-суточные замеры трафика на 16 ключевых точках, а также свежие метеорологические и экологические данные за 2024–2025 годы. Проведено успешное экспериментальное исследование выхлопных газов АТС в различных режимах, обеспечившее точные сведения о содержании токсинов и концентрациях PM2.5/PM10. Была завершена полная структуризация данных, которые теперь полностью готовы для точного моделирования рассеивания загрязнений с использованием программных комплексов IVE, CFD и ArcGIS. Установлен и экспериментально подтвержден перечень приоритетных загрязняющих веществ, вызывающих высокий риск для здоровья населения (риск ≥ 0.90), с выработкой конкретных рекомендаций по снижению угроз, сфокусированных на электрификации автотранспорта.

Жоба нәтижесінде Алматы қаласы үшін кешенді және жаңартылған дерекқор құрылды, оған 16 негізгі нүктедегі бірегей 30 күндік көлік қозғалысын өлшеу, сондай-ақ 2024–2025 жылдарға арналған жаңартылған метеорологиялық және экологиялық деректер кірді. Әртүрлі режимдердегі көлік құралдарының шығарындыларын сәтті тәжірибелік зерттеу жүргізілді, токсиндер деңгейі мен PM2.5/PM10 концентрациясы туралы дәл деректер берілді. Деректер толығымен құрылымдалған және қазір IVE, CFD және ArcGIS бағдарламалық жасақтамасын пайдаланып, ластаушы заттардың дәл дисперсиясын модельдеуге толық дайын. Қоғамдық денсаулыққа жоғары қауіп төндіретін басым ластаушы заттардың тізімі (қауіп ≥ 0.90) анықталды және тәжірибелік түрде расталды, көлік құралдарын электрлендіруге бағытталған нақты тәуекелдерді азайту бойынша ұсыныстар әзірленді.

Разработанная геоинформационно-аналитическая система предназначена для использования в сфере экологического мониторинга и управления качеством атмосферного воздуха в условиях крупных городов, в первую очередь в Алматы.

Әзірленген геоақпараттық-талдамалық жүйе экологиялық мониторинг және атмосфералық ауаның сапасын басқару саласында, ең алдымен Алматы қаласында, ірі қалалар жағдайында қолдануға арналған.

UDC indices
504.06
International classifier codes
87.17.15;
Key words in Russian
Геоинформационная система; Моделирование выбросов; Мониторинг атмосферного воздуха; Передвижные источники загрязнения; Алматы;
Key words in Kazakh
Географиялық ақпараттық жүйе; Эмиссияларды модельдеу; Атмосфералық ауаның мониторингі; Жылжымалы ластаушы көздері; Алматы;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Акбасова Аманкул Джакановна Доктор технических наук / профессор