II. Интегрированная система экологической безопасности и агитации
A. Описание
Интегрированная система экологической безопасности и агитации (ИСЭБА) адаптирует подходы к построению интегрированных систем безопасности к задачам охраны природы, которые согласуются с деятельностью по предупреждению чрезвычайных ситуаций. Решать вопросы охраны природы и экологического просвещения помогут её основные компоненты – интерактивные агитационные стенды, включающие в себя функции видеонаблюдения, связанные, объединённые в общую децентрализованную программно-аппаратную систему, соединённые с сетью Интернет и хранящие свои данные в блокчейне.
B. Детали реализации
Представляемые здесь стенды – это полноценные информационные терминалы в антивандальном исполнении, содержащие универсальный набор функций, например, та же экстренная связь с МЧС, полицией, группами реагирования. Учитывая удалённость охраняемых природных территорий от линий электропередач, а также экономические условия, данные программно-аппаратные комплексы следует обеспечить автономным электропитанием на солнечных батареях или с ветрогенератора, что позволит над ними разместить крупногабаритные информационные световые установки, которые в тёмное время суток будут привлекать дополнительное внимание граждан, а также обеспечить освещение пространств вокруг них. В целях обеспечения безопасности стенда также в него должна быть включена охранная система, и в частности — также видеонаблюдение. Такие интерактивные стенды можно совместить с контейнерными площадками для раздельного сбора вторичного сырья (пищевой упаковки, пластика, стекла, металла, макулатуры, бытовой техники, мебели, ненужных вещей).
Учитывая энергонезависимость и встроенные средства связи, стенд и система безопасности при нём должны окупать своё существование. И если принятое вторичное сырьё может частично окупить существование и обслуживание контейнерной площадки для его раздельного сбора, то остальную монетизацию может обеспечить блокчейн, который может хранить как события стенда (пользование стендом, ситуация вокруг него, событие на контейнерной площадке и т.п., сообщения пользователей), так и предоставлять регулируемую государством криптовалюту, использование которой поможет экономически обеспечить создание природоохранной инфраструктуры.
III. Подсистема объектов инфраструктуры
обращения с отходами
Данная подсистема предназначена для раздельного сбора, хранения и утилизации вторичного сырья.
Реализация данной системы приоритетна потому, что в настоящее время наиболее актуальны проблемы существования несанкционированных свалок и мусорных полигонов, загрязнений водоёмов, а также опасность запуска мусоросжигательных заводов.
Главной проблемой эксплуатации и функционирования данной подсистемы является низкий уровень экологической культуры населения, а также отсутствие экономической мотивации граждан участвовать в процессе раздельного сбора твёрдых коммунальных отходов. И если первый вопрос можно решить с применением описанной выше системы интерактивных стендов ИСЭБА и публикаций СМИ, то решение второго вопроса связано с разработкой системы фандоматов (reverse vending machines) – устройств автоматического приёма твёрдых коммунальных отходов, в частности – пластмассовой и металлической тары для напитков, как это сделано уже в ряде государств (наглядными примерами являются Финляндия и Эстония), которые обеспечивают возврат населению части средств.
Наряду с проблемой собираемости отходов сложным процессом является их автоматическая сортировка и дальнейшее разделение в том случае, если первичное разделение собираемых отходов осуществлено по виду материала: бумага, стекло, металл, пластмасса. Здесь объектом проектирования природоохранной инфраструктуры является сортирующее предприятие как её компонент, а проектируемым технологическим процессом – собственно сортировка, каждая фаза которой характерна применением точных видеокамер с защищёнными самоочищающимися объективами и роботов с манипуляторами и датчиками, специфичными для своих этапов.
Опишем фазы подробнее. В фазе подготовки поток ТБО поступает в специальную зону предварительного хранения, отдалённую на безопасное расстояние. Из неё забираются порции определённого веса и габаритов и поступают во взрывозащищённую капсулу, где происходит подсушивание. Далее поток порций ТБО проходит несколько тестов:
· влажности и прочности (органика);
· является ли предмет твёрдым телом, содержащим жидкость;
· габаритный тест, после которого крупногабаритный мусор исследуется поштучно;
· визуальный тест (здесь распознаются упаковка, тара, этикетки, штрих-коды и QR-коды на этикетках, коды утилизации, распознание текстов поможет идентифицировать этикетку);
· физико-химический тест: химическая реакция вещества-датчика вызывает физическое явление, например, окрашивание, которое автоматически фиксируется цифровой камерой и дальше распознаётся программным обеспечением; растворимость в заданном веществе за заданное время, распознаваемая оптически, а также с измерением диэлектрической проницаемости и других пассивных электрических характеристик полученного раствора; цвет свечения при тестовом воспламенении, распознаваемый оптически датчиком цветности (цифровая камера здесь присутствует как датчик); незначительное выделение газа при тестовом воспламенении (для принятия решений используется группа газовых датчиков).
Сложность и разнообразие фаз технологического процесса сортировки отходов на специализированном предприятии не оставляют сомнений в необходимости разработки системы для его автоматизированного проектирования, которая рассмотрена далее.
IV. САПР инфраструктуры раздельного сбора и утилизации отходов (САПР ИРСУО)
A. Задача
САПР ИРСУО обеспечивает моделирование всей инфраструктуры, технологических и логистических процессов и синтез решений, обеспечивающих функционирование инфраструктуры раздельного сбора и утилизации отходов.