Методические подходы к пространственной идентификации вероятных источников неприятного запаха в атмосферном воздухе на основе методов нечеткой логики

Рассматривается задача поиска неизвестного источника запахового загрязнения, относящаяся к классу «существенно неопределенные задачи», для которой предложено формальное решение. Проблема неприятного запаха актуальна для многих селитебных территорий крупных городов и промышленных центров. Несмотря на меры государственного контроля выбросов, в том числе от мест утилизации отходов, неустановленные источники загрязнений нередко вызывают многочисленные жалобы населения. Отмечается влияние запахового загрязнения на здоровье, в том числе на дыхательную, сердечно-сосудистую и нервную системы, снижение качества жизни и уровня адаптации. Основными источниками запахов чаще всего являются промышленные предприятия, очистные сооружения и объекты переработки отходов. При этом сложность контроля качества воздуха обусловлена субъективностью восприятия запахов и их многокомпонентностью. Предложенный подход к поиску источников неприятного запаха базируется на применении статистики жалоб населения и современных методов теории нечетких множеств. Статистика жалоб, формируемая жителями, имеет субъективный и эмоциональный характер. В методе запах представлен как лингвистическая переменная, учитывающая качество, интенсивность запаха и погодно-климатические условия (скорость и направление ветра). Метод предполагает, что источник запаха находится в направлении, противоположном вектору скорости ветра в момент регистрации жалобы. Точка возможного расположения источника запаха определялась через совмещение направлений ветра и учета влияния «факела загрязнений», имеющего область рассеивания веществ / смеси веществ, формирующих запах. Для уточнения пространственного поиска источников задача решалась с использованием методов нечеткой логики и нечеткого вывода, учитывающих высокий уровень неопределенности. Введена функция принадлежности точки к множеству мест вероятного размещения источника запаха. Идентификация параметров нечеткой модели выполнялась на основе численных экспериментов. Продемонстрировано, что предложенный подход, базирующийся на анализе статистики жалоб, не только соответствует современным тенденциям прикладного использования теории нечетких множеств, но и решает актуальную задачу идентификации источников загрязнения атмосферного воздуха пахучими веществами. Подходы, представленные в статье, позволяют расширить направления применения теории нечетких множеств для определения причин расхождения данных лабораторного контроля качества воздуха и расчетов рассеивания химических соединений от стационарных и передвижных источников загрязнения.