Принципи та методи управління екологічною безпекою на основі інтелектуального аналізу даних мережі моніторингу атмосферного повітря

А.В. Яцишин1, д-р техн. наук, Ю.Г. Куцан1, д-р техн. наук,
В.О. Артемчук1, канд. техн. наук, І.П. Каменева1, канд. техн. наук,
О.О. Попов1, д-р техн. наук, В.О. Ковач2, канд. техн. наук
1 Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г. M. Пухова НАН України
(Україна, 03164, Київ, вул. Генерала Наумова 15,
тел. (044) 4249168; е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
2 Національний авіаційний університет
(Україна, 03058, Київ, проспект Космонавта Комарова, 1)

Èlektron. model. 2019, 41(4):85-101
https://doi.org/10.15407/emodel.41.04.085

АННОТАЦИЯ

Проблему управління екологічною безпекою розглянуто щодо зменшення негативних впливів на навколишнє середовище. Запропоновано узагальнену структурну модель процесу управління екологічною безпекою, засновану на методах та технологіях інтелектуального аналізу даних моніторингу. Досліджено можливості адаптації та удосконалення найбільш відомих алгоритмів інтелектуального аналізу даних, таких як C4.5, K-means, методу опорних векторів (SVM), kNN, наївного баєсового класифікатору, алгоритму Apriori, для задач аналізу даних мережі моніторингу атмосферного повітря. Наведено приклади практичного використання окремих методів з метою виявлення небезпечних ситуацій.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

екологічна безпека, управління безпекою, інтелектуальний аналіз, моніторинг, атмосферне повітря.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кліланд Д., Кінг В. Системный анализ и целевое управление.М.: Сов. радио, 1974, 280 с.
2. Пампуро В.И. Оптимальное управление безопасностью экологически опасных объектов. Київ: Наук. думка, 2012.
3. Яцишин А.В. Комплексне оцінювання та управління екологічною безпекою при забрудненнях атмосферного повітря. Дисертація ... докт. тех. наук. Київ, 2013, 402 с.
4. Иващук О.А., Константинов И.С. Обеспечение адаптивного управления экологической безопасностью промышленно-транспортного комплекса // Управление большими системами, 2009, вып. 25, с. 96—115.
5. Капралов Е.Г. и др. Геоинформатика: учебник для вузов. М.: Академия, 2008.
6. Артемчук В.А., Каменева И.П., Яцишин А.В. Модели представления и преобразования данных в задачах экологического мониторинга урбанизированных территорий // Электрон. моделирование, 2016, 38, № 2, с. 49—66.
7. Артемчук В.А., Каменева И.П., Яцишин А.В. Специфика применения когнитивного анализа информации в задачах обеспечения экологической безопасности // Там же, 2017, 39, № 6, с. 107—124.
8. Chen C., Chuang C., Jiang J. Ecological Monitoring Using Wireless Sensor Networks—Overview, Challenges, and Opportunities // Advancement in Sensing Technology. Smart Sensors, Measurement and Instrumentation, 2013, vol. 1., p. 1—21.
9. Dias D. and Tchepel O. Modelling of human exposure to air pollution in the urban environment: a GPS-based approach // Environmental Science and Pollution Research, 2014, 21.5, p. 3558-3571.
10. Meier F. et al. Challenges and benefits from crowdsourced atmospheric data for urban climate research using Berlin, Germany, as testbed // Proc. of the 9th International Conference on Urban Climate, 2015.
11. Peters D. et al. Harnessing the power of big data: infusing the scientific method with machine learning to transform ecology // Ecosphere, 2014, 5.6, p. 1-15.
12. Алгоритмы интеллектуального анализа данных. Дата доступу 20.12.2017. Режим доступу: https://tproger.ru/translations/top-10-data-mining-algorithms/
13. Деревья решений — C4.5 математический аппарат. Часть 1 [Електронний ресурс] Веб-сайт. Дата доступу 13.11.2018. Режим доступу : https://basegroup.ru/community/articles/math-c45-part1. Загол. з екрану.
14. Згуровский М.З., Болдак А.А., Ефремов К.В. Интеллектуальный анализ и системное согласование научных данных в междисциплинарных исследованиях // Кибернетика и системный аналіз, 2013, 49, № 4, с. 62—75.
15. Кластеризация: метод k-средних. Часть 1 [Електронний ресурс] Веб-сайт. Дата доступу 13.11.2018. Режим доступу : http://statistica.ru/theory/klasterizatsiya-metod-k-srednikh/. Загол. з екрану.
16. Шитиков В.К., Мастицкий С.Э. Классификация, регрессия, алгоритмы Data Mining с использованием R. [Електронний ресурс] Веб-сайт. Дата доступу 13.11.2018. Режим доступу : https://github.com/ranalytics/data-mining. Загол. з екрану.
17. Артемчук В.О., Яцишин А.В. Інтелектуальний аналіз даних в системі моніторингу стану атмосферного повітря // Моделювання та інформаційні технології, 2018, вип. 82, с. 48—52.
18. Артемчук В.О., Білан Т.Р., Блінов І.В. та ін. Теоретичні та прикладні основи економічного, екологічного та технологічного функціонування об’єктів енергетики. Київ, ТОВ «Наш формат», 2017.
19. Каменева І.П., Попов О.О., Яцишин А.В., Артемчук В.О. Методи визначення екологічного ризику за атмосферним фактором // Моделювання та інформаційні технології, 2009, вип. 53, с. 23—32.
20. Яцишин А.В., Каменева И.П., Артемчук В.А., Попов А.А. Методы и технологии анализа рисков для здоровья на основе данных мониторинга. IV Международная научная конференция «МОДЕЛИРОВАНИЕ-2012», Киев, 2012, с. 470—473.
21. Ashouri, Milad, et al. Development of building energy saving advisory: A data mining approach // Energy and Buildings, 2018,172, р. 139—151.
22. Orange [Електронний ресурс] Веб-сайт. Дата доступу 02.02.2019. Режим доступу : http://orange.biolab.si/download/. Загол. з екрану.
23. Автоматизовані пости спостереження [Електронний ресурс] Веб-сайт. Дата доступу 02.02.2019. Режим доступу: https://krmisto.gov.ua/ua/rc/ecomon.html. Загол. з екрану.

ЯЦИШИН Андрій Васильович, д-р техн. наук, в.о. пров. наук. співр. Ін-ту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. У 2002 р. закінчив Київський національний університет ім. Т.Г. Шевченка. Область наукових досліджень — математичне моделювання екологічних процесів, екологічний моніторинг техногенних об’єктів, інформаційні технології.

КУЦАН Юлій Григорович, д-р техн. наук, в.о. заст. директора з наукової роботи Ін-ту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. У 1966 р. закінчив Київський політехнічний ін-т. Область наукових досліджень — моделювання технологічних процесів в енергетичній галузі.

АРТЕМЧУК Володимир Олександрович, канд. техн. наук, ст. наук. співр. Ін-ту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. У 2008 р. закінчив Житомирський державний технологічний університет. Область наукових досліджень —математичне моделювання та чисельні методи, інформаційні технології.

КАМЕНЕВА Ірина Петрівна, канд. техн. наук, ст. наук. співр. Ін-ту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. У 1976 р. закінчила Київський державний університет ім. Тараса Шевченка. Область наукових досліджень — аналіз даних і математичне моделювання в екології.

ПОПОВ Олександр Олександрович, д-р техн. наук, ст. наук. співр., пров. наук. співр. Ін-ту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. У 2004 р. закінчив Житомирський державний технологічний університет. Область наукових досліджень — математичне моделювання забруднення довкілля, вирішення актуальних задач цивільного захисту територій, навколишнього природного середовища та населення.

КОВАЧ Валерія Омелянівна, канд. техн. наук, заст. директора Навчально-наукового інституту неперервної освіти Національного авіаційного університету. У 2011 р. закінчила Національний авіаційний університет. Область наукових досліджень — впровадження наукових засад освіти впродовж життя, державні механізми управління ринком праці.

Полный текст: PDF