Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Применение методов системного анализа и ГИС-технологий к построению количественных взаимосвязей в системе "автотранспорт - городская среда - здоровье"

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Применение методов системного анализа и ГИС-технологий к построению количественных взаимосвязей в системе "автотранспорт - городская среда - здоровье""

На правах рукописи

Ванкевич Роман Евгеньевич

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ К ПОСТРОЕНИЮ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ В СИСТЕМЕ «АВТОТРАНСПОРТ-ГОРОДСКАЯ СРЕДА-ЗДОРОВЬЕ»

Специальность 25.00.36- геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Птербург 2003

Работа выполнена в Санкт-Петербургском научно-исследовательском центре экологической безопасности РАИ.

11аучиый руководи!ель: Доктор экономических наук

0.11. Макаров

Официальные оппоненты: Доктор технических паук, профессор Доктор химических паук, профессор

В.В. Растоскуев Г'.Т. Фрумин

Ведущее предприя тие: Проект по-изыскательский институт Лепгипротрапс.

Защгпа диссертации состится « / ^ » 2003 г.

в час- мин. на заседании диссертационного совета Д212.197.03 в Российском государственном гидрометеорологическом университете по адресу: 195196, г. Санкт-Петербург, Малоохтипский пр., д.98

С диссертацией можно ознакомиться в библио1еке Российского государственного гидрометеорологического упиверси |ета

Автореферат разослан « /¡-со^хЛ)¡азХ 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Док юр технических паук, профессора

Бескид 1 [.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы моделирования взаимосвязей в системе «среда-здоровье» обусловлена необходимостью прогноза и управления здоровьем населения при изменениях окружающей среды. В этой связи особый интерес приобретает разработка технических средств для оценки риска здоровью от автотранспорта, пригодных для использования в системах управления и хозяйствования и позволяющих решить важную задачу: количественно охарактеризовать степень воздействия автотранспорта на население, сделать «здоровье» элементом управления, оценить его экономическими категориями. Все более увеличивающийся уровень загрязнения городской среды выхлопами автотранспорта и определенные трудности в построении надежных количественных оценок его влияния на здоровье населения определяет значительную потребность в развитии методов системного анализа и информатики для решения фундаментальных и прикладных задач количественной оценки причинно-следственных связей в системе «среда-здоровье».

Определение количественных зависимостей в системе "среда -здоровье" как первоочередная задача гигиены окружающей среды была впервые поставлена Г.И.Сидоренко в конце 60-х - начале 70-х годов. В дальнейшем в СССР и за рубежом проводились широкомасштабные исследования, посвященные разработке критериев и методов количественной оценки воздействия факторов окружающей среды. В России методы оценки риска здоровью в медикоэкологических исследованиях развиваются специалистами Международного института оценки риска здоровью (А. В. КИСЕЛЕВ, К. Б. ФРИДМАН). Инициатива применения методов системного анализа и информатики для описания процессов в целостной системе 'среда-здоровье-социум'; принадлежит Лаборатории медицинской информатики ИСА РАН, проводившей совместные исследования совместно с рядом институтов Минздрава и РАМН: НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина, ВНИИ медицинской информации, ЦНИИ эпидемиологии, НИИ общей патологии и экологии человека, - а также с ЦИЭТИН Госкомтруда РФ, ЦНИИП градостроительства, НИиПИ генплана г. Москвы.

В результате многолетних исследований медиков, экологов, математиков, специалистов по информатике накоплен большой массив экспериментальных данных, данных мониторинга за состоянием ОС и здоровьем населения, разработано большоеП^^'^^щ^мсгидн+^оценки

I СПвтервт, {

•- 09 I

1 " "I "

риска здоровью и моделей распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Наиболее перспективными методами обработки и усвоения подобных объёмов информации, на сегодняшний день, являются методы, основанные на использовании компьютерных геоинформационных технологий.

Несмотря на значительные успехи, достигнутые в этой области, на настоящий момент нельзя утверждать, что мы располагаем исчерпывающим инструментарием для принятия управленческих решений. Отчасти это вызвано трудоемкостью применения некоторых разработанных систем, но главная проблема заключается в чрезвычайной сложности изучаемых процессов, и как следствие, невозможности получения строгих аналитических решений. К примеру, до настоящего времени строго не решена проблема атмосферной диффузии, зависимости, выявленные между заболеваемостью и уровнями загрязненности, пока также неоднозначны. Ряд специалистов утверждает, что в принципе установить причинно-следственную связь «среда-здоровье» на уровне сегодняшних научных представлений невозможно, так как трудно представить все множество комбинаций разнообразного воздействия фактора на организм и различных вариантов физиологических реакций на это самого организма.

Таким образом, накоплен большой, но по большей части разрозненный опыт исследования городской среды и ее влияния на живые организмы. Эта разрозненность препятствует формированию системного представления о городской среде как о сложной многокомпонентной системе.

Для дальнейшего развития принципов управления городской средой, обеспечения ее экологической устойчивости необходимо формирование системной проблемно-ориентированной методологии, где комплексность методик исследования была бы адекватна сложности объекта и междисциплинарности проблемы

Задача описания всего многообразия и сложности процессов, протекающих в системе «автотранспорт -городская среда - человек», в данной работе решена на основе фундаментальных закономерностей, которым подчиняются сложные системы, а именно путем выделения и описания взаимодействия ряда системо-образующих факторов - интегральных показателей наиболее важных свойств системы. Применение в данном исследовании информационно-аналитического аппарата на базе ГИС позволило построить проблемно-ориентированную систему

высокого качества сгвозможностями выработки обоснованных рекомен-*<• -

даций для управленцев, планировщиков, архитекторов, экологов и гигиенистов.

Цель работы. Разработка и научное обоснование системы поддержки принятия решений для управления городской средой на базе количественной оценки популяционного риска заболеваний, обусловленных воздействием автотранспортных потоков на городское население.

Основные задачи работы:

1. Разработка имитационной модели сложной системы «автогранс-порт-среда-здоровье» на базе ГИС-технологий для количественной оценки популяционного риска заболеваний, обусловленных воздействием автотранспортных потоков на городское население.

2. Анализ и оценка значимости факторов, влияющих на здоровье населения в зоне влияния автотранспортных магистралей.

3. Построение индикатора эффекта дозо-зависимой реакции системы и эпидемиологическое исследование его распространенности.

4. Разработка рекомендаций по организации информационных систем для обеспечения возможности решения задач управления городской средой.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Автором представлены теоретические положения по определению и минимизации ущерба здоровью населения на базе имитационной модели, построенной по принципу «открытой» архитектуры.

• Разработана оригинальная методика пространственного ГИС анализа временной вероятности дозовых воздействий на население.

• Впервые в отечественной практике исследованы и оценены процессы инфильтрации автотранспортных выбросов внутрь жилых помещений с точки зрения формирования дозовой нагрузки загрязняющих веществ на население.

• Установлены надежные корреляционные зависимости между интенсивностью автотранспортного потока и повышенным уровнем заболеваемости в условиях стесненной городской застройки

• Впервые получены результаты эпидемиологических исследований в виде трехмерного пространственного распределения случаев заболеваемости в привязке к адресам проживания.

Методы исследований. Разработка теоретических

положений и создание на их основе прототипа информационно-аналитической системы стало возможным благодаря комплексному использованию теоретических и экспериментальных методов исследования, включающих:

а) организацию численных экспериментов для моделирования процессов распространения примеси в городской среде и инфильтрации их внутрь жилых помещений;

б) анализ первичной медицинской статистики, анкетирования, обобщения накопленной информации и формирования соответствующих ГИС слоев для дальнейшего анализа;

в) многокритериальный статистический анализ пространственных связей накопленных массивов информации.

Решение ряда задач физики атмосферы, эпидемиологии, биологии, медицины, поставленных в работе, стало возможным благодаря известным достижениям указанных научных дисциплин и не противоречит их положениям, базируется на доказательных выводах на основе таких средств как системный анализ, математическая статистика, теория оптимизации и планирование эксперимента. Результаты экспериментов анализировались и сопоставлялись с известными экспериментальными данными других исследователей.

Практическая значимость работы заключается в обосновании и разработке инженерной методики на базе ГИС для количественной оценки неблагоприятных эффектов, вызванных автотранспортом в условиях городской застройки. Разработанная методика является эффективным инструментарием при принятии управленческих решений и экономического обоснования проектов.

На защиту выносятся:

1. Обоснование эффективности использования и принципов интеграции математических моделей различного типа для изучения количественных закономерностей пространственной изменчивости заболеваемости населения.

2. Имитационная модель комплексного влияния автотранспортных потоков на распространенность заболеваемости органов дыхания детского населения Василеостровского района. Найдены достоверные

аппроксимирующие зависимости индикатора отклика системы (детская заболеваемость) от пространственного распределения интегрального индекса воздействия (относительная вероятностная оценка качества территорий), построенного по результатам машинного эксперимента.

.3. Пилотная версия системы поддержки принятия решений для управления городской средой на базе ГИС для количественной оценки популяционного риска заболеваний, обусловленных воздействием автотранспортных потоков на городское население.

Апробация работы. Основные положения работы в целом и отдельные ее этапы обсуждались и получили одобрение на 4-й Международной конференции «Экология и развитие Северо-Запада России»(СПб1999.), 11-я Международная конференция молодых ученых и специалистов «Человек, природа, общество, актуальные проблемы» (СПб 2000), Международная научная конференция «Воздух 2001» (СПб 2001), Всероссийский научно-практический семинар «Экологизация автомобильного транспорта» (СПб 2003).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 122 страницы. Список литературы включает в себя 88 наименований. Основные результаты работы излагаются в главе 4.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы цели и задачи работы, отражены вопросы, связанные с новизной и практической значимостью диссертации.

Первая глава посвящена обзору отечественных и зарубежных исследований целого спектра проблем, связанных с влиянием автотранспортных выбросов на здоровье городского населения (оценка эмиссионных потоков, распространение примесей в атмосфере в условиях городской застройки, инфильтрация загрязняющих веществ в помещения, оценок биологических откликов на загрязнение и т.д.).

Было отмечено, что множеством отечественных и зарубежных исследований убедительно доказано наличие взаимосвязи состояния здоровья населения, в особенности детского, с качеством атмосферного воздуха. Вместе с тем, выявленные зависимости неоднозначны, многофакторны и проявляются целым спектром патологий при одних и тех же типах воздействия. Наиболее часто сообщается о влиянии загрязнения атмосферного воздуха на частоту заболеваний органов дыхания у детей, поэтому считается, что оценка негативного воздействия загрязнения окружающей среды на заболеваемость детского контингента являются наиболее информативной.

Далее приводится обзор современного состояния различных методов построения количественных оценок влияния аэрогенных загрязнений на здоровье городского населения. Показано, для решения каких научных и практических задач может применяться тот или иной тип методики, на каких принципах они основываются и какие сущет-свуют ограничения по их применению.

Проведена классификация существующих методов построения количественных взаимосвязей в системе среда-здоровье. Анализ состояния работ по созданию моделей качества воды позволил сделать следующие выводы:

за последние десятилетия накоплен большой теоретический и экспериментальный материал в области моделирования качества городской среды и оценки ее взаимосвязей с состоянием здоровья населения;

наиболее перспективными методами обработки и усвоения накопленных объёмов информации, на сегодняшний день, являются методы, основанные на использовании компьютерных геоинформационных технологий.

- с помощью методов математического моделирования и экспериментально изучены процессы рассеяния примеси, разработано большое количество моделей качества атмосферного воздуха

- исследованы закономерности формирования негативных откликов организма на состояние окружающей среды. Наиболее перспективные методы количественной оценки неблагоприятных эффектов - методы, основанные на расчете рисков заболеваний.

Наряду с этим, следует отметить, что в зарубежных и отечественных исследованиях модели рассеяния примеси в атмосфере и различные методики по оценке неблагоприятных эффектов у биологических объектов разрабатывались, главным образом, разрозненно для решения различных узкоспецифических задач. Такие модели

могут успешно применяться для сложных расчетов в

исследовательских целях и в задачах оперативного мониторинга. Однако, их использование для разработки научно-обоснованных проектов ОВОС невозможно без специальной адаптации под конкретный объект.

Обращает внимание и тот факт, что наряду с высоким уровнем .теоретических разработок в области математического моделирования атмосферной циркуляции и дисперсии примеси, в отечественной литературе в значительно меньшей степени отражены методики оценки инфильтрации загрязнения внутрь жилых помещений.

Во второй главе произведен анализ основных факторов, влияющих на формирование неблагоприятных физиологических реакций у населения на воздействия, связанные с автотранспортными потоками. На основании анализа было показано что оценка влияния автотранспортных потоков на здоровье населения может быть эффективной только в том случае, если при этом будет производится учет всего совокупного спектра факторов оказывающих влияние на формирование негативной реакции у организма (рис 1). Риск, создаваемый факторами окружающей человека среды, пропорционален его дозе (или концентрации). Предполагается также, что чем больше продолжительность контакта фактора с биологической тканью, тем больше вероятность неблагоприятных эффектов. На основании этого делается вывод о том, что для определения риска нужно знать осредненную воздействующую концентрацию (или дозу) спектра газообразных веществ и время, в течение которого эта концентрация (или доза) действовала на организм. Таким образом, эффективная оценка дозы воздействия может быть получена с помощью имитационной модели части Василеостровского района СПб, где бы в одном пространственно временном масштабе были бы учтены:

^ Неравномерность распределения и взаимное влияние эмиссионных потоков по территории района ^ Наличие застройки и инфильтрация примеси внутрь жилых помещений

^ Вероятностная оценка возможности контакта населения с зонами

повышенного загрязнения воздушной среды / Вероятность формирования неблагоприятных откликов организма на состояние ОС

Выброс загряз-

няющих веществ

(воздейсвтие)

л

Загрязнение ат-

ч

мосферы

Л

Интенсивность автотранспортных потоков

Состав автотранспортных потоков Режимы движения

Длительность ингаляции (доза)

щ

Заболева-емость (эффект) ^-

Метеоситуация Трансформация примесей Топография местности Конфигурация улиц

Демография Микро среда Уоовень активности

Физиология,

Дозо-зависимая реакция организма

Рис 1

Современный уровень развития модельного аппарата для оценки дозы атмосферного загрязнения позволяет пока говорить лишь об оценочном, со значительной долей неопределенности, характере получаемых в результате моделирования величин воздействующей дозы, без учета их химической трансформации в атмосфере.

Однако, в данной работе показано, что объектами исследования в нашем случае являются локализованные в пространстве загрязненные области (в пределах километра), которые пересекаются потоком воздуха не более чем за несколько часов, т.е. за временной интервал, в »-течение которого испытает химическую трансформацию лишь незначительная доля массы примеси. Таким образом, специфика рассеяния выбросов от автотранспорта накладывает дополнительные ограничения на методологию исследований и точность получаемых данных.

1. Прежде всего, в данном случае рассматриваются передвижные источники, определение величины выброса от которых возможно также с некоторой довольно значительной погрешностью. Строго говоря, определение величины выброса от автомобильной магистрали представляет собой отдельную многофакторную задачу, в конечном

счете определяющую точность последующего моделирования рассеяния.

2. Следующая особенность рассеяния загрязнении от автотранспорта состоит в на порядок большей скорости убывания концентрации примеси при отдалении от источника, по сравнению со стационарными приподнятыми источниками (так как рассматривается приземный источник и условия рассеяния организованы не лучшим образом). Это обстоятельство несколько повышает точность моделирования, так как наибольшие неточности при моделировании рассеяния составляют погрешности при смещении осевой линии струи, вызванные локальной изменчивостью ветрового поля. Чем дальше от источника, тем больше смещение оси факела от расчетного.

3. Рассеяние в пределах жилой застройки прежде всего определяется аэродинамикой обтекаемых поверхностей совместно с локальным вектором скорости ветра и относительно инертно по отношению к остальным метеопараметрам ( высота слоя перемешивания, классы стабильности атмосферы и т.п.).

4. Огромное влияние оказывает инфильтрация примеси внутрь жилых помещений.

Изучение здоровья и заболеваемости населения по материалам медицинской статистики позволяет сопоставлять показатели заболеваемости с временными и пространственными характеристиками загрязнения атмосферного воздуха. В этом случае основной целью такого сопоставления можно считать определение территорий, контрастно выделяющихся по уровню смертности, заболеваемости. Далее статистическими методами возможно построение уравнения регрессии, отражающее количественную связь между состоянием здоровья _населения и показателями интенсивности негативного воздействия.

В конце главы приводится постановка целей и задач данной работы.

В третьей главе, используя результаты предыдущего анализа, сформулирована модель для оценки количественных взаимосвязей между заболеваемостью и интенсивностью автотранспортных потоков.

Значение индикатора заболеваемости при действующей концентрации С, выражалось в виде простого уравнения:

— а + Ь Заболевания

[1]

где а - фоновый уровень заболеваемости, не зависящий от рассматриваемого экологического фактора.

b - коэффициент пропорции роста заболеваемости в зависимости от уровня потенциального риска.

К^кзаболевани* - Условный (относительный) риск. Представляет собой интегральную характеристику воздействия на здоровье населения, позволяющую непосредственно связать между собой значения концентраций загрязнителя с эпидемиологическими параметрами заболеваемости населения, т.е. с конечным эффектом.

Для расчета Нл8кза6олевания использована линейная модель:

К^кзаболеюния = Unit_Risk Сь Т, [2]

где Unit_Risk - передаточный коэффициент, определяемый как фактор пропорции риска в зависимости от величины дозовой нагрузки, b - коэффициент, учитывающий особенности токсического воздействия вещества.

С - средняя концентрация загрязнителя в зоне дыхания Т - длительность экспозиции.

Прогнозируемая концентрация токсиканта принималась пропорциональна произведению вероятностей цепи взаимосвязанных событий:

Too

СТ—Сфон*Т + ifCi * RiskK0HTaKTa * Risk3arp,3HeHtul* RiskBblgp0ca [3] t=o ¡=o

Где Risk контакта - вероятность контакта, обусловлена поведенческими

характеристиками популяции. *«

Risk загрязнения - риск формирования зон повышенных концентраций в зоне дыхания людей, в момент времени t, обусловлен прежде всего условиями распространения примеси RiskBbl6poga - вероятностная оценка плотности эмиссионного потока газообразных выбросов

Экспериментальное определение СТ (дозы) сопряжено с рядом методологических трудностей и чрезвычайно трудоемко. Аналитически рассчитать дозу воздействия в выражении 3 можно лишь в рамках оп-

ределенных ограничений. Поэтому для интегрирования

уравнения [3] были приняты следующие допущения:

1.Исходя из специфики распространения загрязнения от автотранспортных потоков, риск формирования устойчивых зон повышенных концентраций при выбросе т кг газообразной примеси за время Т определяется прежде всего микромасштабными условиями рассеяния примеси вблизи магистрали. Интегральной характеристикой г условий рассеяния примеси в рассматриваемой зоне принята средняя

за период Т расчетная концентрации вещества - трассера определенная для данной точки с учетом средне-многолетней розы ветров для дань ной местности.

С ~ Щ f С трассер [4]

Суммарное действие всего спектра газообразных примесей принимается пропорциональным данному показателю. Для расчета распределения Страссер 1(Юо выбрана зональная модель распространения автомобильных выхлопов в пределах жилой застройки Са1те4. Модель построена на уравнениях Гауссовой дисперсии примеси, но использует специальные вертикальные и горизонтальные дисперсионные кривые, учитывающие эффекты шероховатости поверхности, осреднение по времени и индуцированную движением автотранспорта турбулентность. По результатам расчетных экспериментов максимальные концентрации трассера наблюдаются непосредственно возле дорожного полотна - облает и гомогенной эмиссии и турбулентности (рис. 2). В пределах этой зоны механическая турбулентность созданная перемещающимся транспортом и термофарез, обусловленный высокой температурой выбросов, рассматриваются как доминантные механизмы дисперсии. Нахождение здания в пределах описанной зоны в данной работе расценивалось как определяющий фактор для формирования дозовых воздействий на население.

Рис. 2.

Данный подход представляет собой разумный компромисс между достоверностью получаемых результатов и сложностью подготовки и проведения расчетов. Более сложные методы оценки риска распространения загрязнения не целесообразны при существующих сложностях с определением состава выбросов, а также интенсивности и состава автотранспортных потоков.

2. Риск выброса пропорционален мощности выброса для линейного источника и может быть оценен как

Risk выброса' к* ¡потока, [41

где Inoroica- интенсивность автотранспортного потока в тыс авт.час. к - передаточный коэффициент, учитывающий режим движения и состав потоков.

3. Риск контакта принимается пропорциональным времени нахождения населения в зоне загрязнения. Показано, что при выявлении причинных связей наиболее подходящими индикатором реакции системы оказались данные о первичной заболеваемости детского населения. В данном случае он характеризуется хорошей пространственной изменчивостью (рис 3).

~..........................................^ЗШсоавгарЬ

Рис.3

Таким образом, определяющим фактором риска контакта является адрес проживания индивида. Степень понижающего эффекта внутренних концентраций строительной оболочкой здания по отношению к атмосферному воздуху установлена путем организации специальных численных экспериментов с использованием межзональной аэродинамической модели закрытых объемов СОМК. Для построения распределения дозовой нагрузки был применен расчетный параметр понижения концентрации загрязняющего вещества внутри помещения по отношению к общей концентрации загрязнителя в атмосфере, скорректированный на отношение части здания, обращенного к проезжей части к общему периметру здания.

Установлено, что процессы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха выхлопами автотранспорта, носят локальный характер, поэтому существует значительная пространственная изменчивость воздействия в пределах жилого района. Характерный масштаб рассматриваемого явления экспертами оценивается примерно в 50-100м. Выделены следующие группы факторов, оказывающих влияние на увеличение уровня заболеваемости населения:

Условно Пространстенно

постоянные изменчивые

> + <

фоновые факторы

факторы J \влияния_автотрансюрта

Используя феномен пространственной изменчивости исследуемого воздействия и относительное постоянство внешних факторов в рамках рассматриваемой территории, построение кривой зависимости "эффекта" Zc от «воздействия» - 1П0Тока осуществлялось путем поиска методами пространственного анализа условно постоянных коэффициентов:

Ьфон = a+blUnit_Risk С фонь Т = const

ban™ - Ь2 Unit Risk *Unit_C * Risk контакт» Т = const

для регрессионного уравнения:

Zc Ьфон ^ Ьавт0 *к* Страссер юоо * I потока

Четвертая глава посвящена анализу результатов расчетов и обоснованию требований к структуре и параметрам системы поддержки принятия решений для управления городской средой на базе количественной оценки популяционного риска заболеваний.

В соответствии с предложенной моделью, для определения количественной зависимости «доза-эффект» построено распределение по территории Васильевского острова интегрального индикатора величины негативного воздействия (дозовой нагрузки) на здоровье населения. Выбор системообразующих параметров, оказывающих определяющее влияние на рассеяние и инфильтрацию загрязнений проводился на основе факторного анализа, путем организации численных экспериментов по анализу чувствительности модели для каждого из перечисленных входных параметров. Суть экспериментов состояла в исследовании поведения модели рассеяния выбросов автомобильного транспорта в условиях городской застройки при нескольких значениях входной величины, при сохранении фиксированных значений всех остальных параметров в соответствии со средними по территории района данными. Анализ показал, что

Неэкологичские факторы

для данного масштаба расчетов можно пренебречь изменчивостью следующих параметров:

Шероховатость подстилающей поверхности

Состояние атмосферы

Мгновенное направление ветра (Ветер почти всегда преимущественно ориентирован вдоль каньонов).

Сложный математический аппарат, использованный в данной работе, на основании серии численных экспериментов параметризован и адаптирован для использования его на практике. В частности сложная и трудоемкая процедура расчета максимальных концентраций трассера для территории заменена специально разработанным инженерным методом, основанным на статистической теории распознавания образов (Горелик и соавт., 1985). Суть метода состоит в определении принадлежности объекта жилой застройки к определенному классу опасности, по системе классификационных признаков, которые обеспечивают необходимую точность распознавания. Для распознавания используется словарь признаков ( атрибутивная информация жилого здания в среде ГИС: этажность, расстояния до магистрали, ширина уличного каньона и т.п.), сопоставляемый с алфавитом классов состояний ( предварительно рассчитанных и приведенных в табличный формат значений рисков заболеваемости для конечного множества вариантов взаимного сочетания признаков). Получаемые расчетные поверхности представляют собой регулярные матрицы, доступные для регрессионного анализа. После серии преобразований результатов расчетов с помощью пространственных агрегирующих функций АгсУ1е\у, был применен корреляционный анализ искомой зависимости «доза-эффект». Методами пространственного ГИС анализа вычислена регрессионная зависимость между двумя массивами пространственной информации. Так, детская нозологическая заболеваемость (рис 5) обнаружила существенную, достоверную связь с расчетными значениями индекса воздействия (г=0,82) (рис 4). Применение ГИС средств пространственного анализа в комплексе с расчетными методиками, моделирующими физику процесса, позволило значительно повысит качество полученных статистических зависимостей.

Рис.5

Для практической реализации разработанной методики и тиражирования ее на другие районы предложена следующая базовая структура информационно-аналитического комплекса на базе ГИС в составе:

1. Электронная карта рассматриваемой урбанизированной территории со следующими информационными слоями:

a. жилая застройка с адресной привязкой (геокодировкой);

b. транспортные коммуникаций района с указанием интенсивности и морфологии транспортных потоков, а также ширины и протяженности магистралей.

2. Эпидемиологическая база данных с указанием даты и адреса регистрируемого заболевания.

3. Пакет прикладных модулей для построения цифровых карт относительных вероятностей возникновения повышенных уровней загрязнений и развития заболеваний в зависимости от карт интенсивности движения.

4. Пакет анализа эффективности различных сценариев управления автотранспортными потоками.

Общая процедура развертывания системы предполагает

Шаг А) использование (наследование) уже накопленной в соответствующих органах информации ( в том числе и электронной) с минимальными доработками и стыковкой в рамках единого информационного пространства.

Шаг Б) Построения карт распределения нормированных на единицу интенсивности автотранспортного потока относительных рисков заболеваемости населения. Построение карт производится автоматически средствами ГИС путем сравнения каждого элемента жилой застройки и эталонного сочетания признаков из таблицы с использованием критериев распознавания.

Шаг С) Расчет эффективности различных вариантов управления автотранспортными потоками, путем задания/изменения интенсивности и режимов движения на магистралях. При этом система автоматически рассчитывает общую эффективность мероприятия выраженную в увеличении/уменьшении выбранного индикатора состояния.

Одним из важных достоинств рассматриваемой методики

является возможность ее применения в случае многофакторных воздействий. Система способна к самообучению по мере накопления информации в процессе эксплуатации. При дальнейшем развитии методологического аппарата любого из компонентов сложной системы «автотранспорт-среда-человек», аналитический комплекс модернизируется с минимальными затратами путем пересчета таблицы признаков с помощью новых средств.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.В работе выполнен анализ отечественных и зарубежных исследований целого спектра проблем, связанных с влиянием автотранспортных выбросов на здоровье городского населения (оценка эмиссионных потоков, распространение примесей в атмосфере в условиях городской застройки, инфильтрация загрязняющих веществ в помещения, оценок биологических откликов на загрязнение и т.д.). Проведена классификация существующих методов построения количественных взаимосвязей в системе среда-здоровье, а также путей повышения их достоверности и информативности на основе практики известных исследований и проведенных автором натурных исследований и вычислительных экспериментов.

2. Разработана имитационная компьютерная модель комплексного влияния автотранспортных потоков на распространенность заболеваемости органов дыхания детского населения Василеостровского района. Найдены аппроксимирующие зависимости индикатора отклика системы (детская заболеваемость) от расчета пространственного распределения интегрального индекса воздействия (относительная вероятностная оценка качества территорий), построенного по результатам машинного эксперимента. Созданная модель позволила провести качественный и количественный анализ влияния плотности и интенсивности автотранспортных потоков различных участков улично-дорожной сети района на состояние здоровья детского населения.

3. Получено трехмерное пространственное распределение высокого разрешения индикатора заболеваемости (нозологические формы заболеваний детского населения) по результатам проведенных полевых эпидемиологических исследований. Результаты исследования представлены в виде тематических ГИС слоев.

4. Разработаны и опробованы структура и технические требования к информационно-аналитическому комплексу на базе ГИС, предназначенного для снижения техногенной нагрузки на здоровье городского населения, путем оптимизации управления автотранспортными потоками и городской инфраструктурой с использованием процедур поддержки принятия решений.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ванкевич Р. Е., Денисов В.Н. Моделирование процессов загрязнения воздушной среды крупных городов с использование ГИС-технологии.//Сб. науч. Трудов Международной научно-технической конференции «Экологические проблемы автотранстпортного комплекса»: - МАДИ, Москва, 1999, с. 28-31

2.Макаров О. Н., Николаев С. Н. , Ванкевич Р. Е., Денисов В.Н. Принципы управления аэротехногенным воздействием автотранспортных потоков на городскую среду Санкт-Петербурга //Сб науч. Докладов конференции «Научно-педагогическое наследие профессора И. И. Медведева»: - МАНЭБ, СПб, 1999, с. 79-85

3. Ванкевич Р. Е., Невская М. А., Митрофанова М. А., Денисов В.Н.Разработка системы моделей и метода эколого-экономической оценки состояния городской среды для управления ее качеством пе-чатный/АГез. докл. IV Международной конференции «Экология и развитие Северо-Запада России», СПб, МАНЭБ, 1999, с. 125-126

4. Невская М. А., Ванкевич Р. Е., Митрофанова М. В., Денисов В.Н. Разработка системы моделей и метода эколого-экономической оценки состояния городской среды для управления ее качеством//Журнал «Региональная экология»:- РАН, 1999, № 1-2, с. 31-35.

5.Ванкевич Р. Е., Голощапов С. Д. , Денисов В.Н. Эколого-экономическая оценка ущерба, наносимого городской среде мегаполисов России объектами автотранспортного комплекса (на примере Санкт-Петербурга)//Сб. докладов 11 Междунар. конференции молодых ученых «Человек. Природа. Общество. Актуальные проблемы», Спб.,2000

6.Ванкевич P.E., Денисов В.Н. Влияние автотранспорта на качество атмосферного воздуха (на примере Василеостровского района Санкт-Петербурга)// Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2000 году, СПб, 2001,452 с.

7. Ванкевич P.E. Системный подход к сбалансированному природопользованию на примере воздушной среды. //Журнал РАН «Региональная экология» № 4, 1999 г., СПб, Институт проблем региональной экономики (ИРЭ РАН), с.90-95

8. Ванкевич P.E., Денисов В.Н., Голощапов С.Д., Репкина J1.A., Разработка системы моделей эколого-экономической оценки состояния городской среды мегаполисов. России (на примере СПб) //Сборник трудов международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения»:- Архангельск, 2002.

Подписано в печать 8.11. 2003. Тираж 100 экз. Заказ № 657 Издательский центр СПб НИЦЭБ РАН 199155, С-Петербург, Железноводская 176 Лицензия на полиграфическую деятельность ЛП

И20053

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ванкевич, Роман Евгеньевич

Введение

1 Анализ исследований в области управления воздействием автотранспортных потоков на здоровье городского населения

1.1 Загрязнение городской среды и ее влияние на здоровье населения

1.2 Определение количественных взаимосвязей в системе «среда-здоровье»

1.2.1 Методы, основанные на принципах гарантированного отсутствия неблагоприятного эффекта и пороговости воздействия (ПДК, ОБУВ)

1.2.2 Методы построения количественных связей «среда-здоровье»

1.3 Использование географических информационные систем для управления загрязнением окружающей среды

2 Анализ и теоретическое обоснование факторов неблагоприятного воздействия автотранспортных потоков на городское население. Постановка цели и задач исследования.

2.1 Потенциально вредные факторы

2.2 Перенос и распространение примеси

2.3 Аккумуляция и трансформация примесей в среде

2.4 Возможности контакта с загрязнением и величина дозовой нагрузки

2.5 Оценка неблагоприятных эффектов. Построение потенциального риска

2.6 Постановка цели и задач исследования.

3 Построение имитационной модели для исследования количественной зависимости «среда-здоровье».

Обоснование методики построения модели

Построение базовой функции «доза-эффект»

Анализ и оценка совокупности факторов, определяющих величину интегрального индекса воздействия. 71 Оценка распределения выбросов в атмосферу по участкам уличнодорожной сети района 71 Оценка распространения примеси в условиях городской застройки. Обоснование выбора модели атмосферной диффузии для оценночных расчетов

Оценка влияния инфильтрации примеси в жилые помещения

Обоснование выбора интегрального индекса воздействия

Обоснование индикатора эффекта дозо-зависисмой реакции системы и эпидемиологическое исследование его распространенности.

Анализ результатов моделирования

Расчет распределения дозовой нагрузки по территории района.

Расчет распределения индикатора эффекта по территории района

Пространственный анализ зависимостей «доза-эффект» и их количественная оценка

Структура и технические требования к информационно-аналитическому комплексу поддержки принятия решений в сфере управления воздействием от автотранспортных потоков. 115 Варианты расчета эффективности сценариев управления автотранспортными потоками района. 115 Основные требования и структура информационно-аналитического комплекса на базе ГИС.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Применение методов системного анализа и ГИС-технологий к построению количественных взаимосвязей в системе "автотранспорт - городская среда - здоровье""

Актуальность проблемы моделирования взаимосвязей в системе «среда-здоровье» обусловлена необходимостью прогноза и управления здоровьем населения при изменениях окружающей среды. В этой связи особый интерес приобретает разработка технических средств для оценки риска здоровью от автотранспорта, пригодных для использования в системах управления и хозяйствования и позволяющих решить важную задачу: количественно охарактеризовать степень воздействия автотранспорта на население, сделать «здоровье» элементом управления, оценить его экономическими категориями.

Все более увеличивающийся уровень загрязнения городской среды выхлопами автотранспорта и определенные трудности в построении надежных количественных оценок его влияния на здоровье населения определяет значительную потребность в развитии методов системного анализа и информатики для решения фундаментальных и прикладных задач количественной оценки причинно-следственных связей в системе «среда-здоровье».

Определение количественных зависимостей в системе "среда — здоровье" как первоочередная задача гигиены окружающей среды была впервые поставлена Г.И. Сидоренко в конце 60-х — начале 70-х годов. В дальнейшем в СССР и за рубежом проводились широкомасштабные исследования, посвященные разработке критериев и методов количественной оценки воздействия факторов окружающей среды /4-24/. В России методы оценки риска здоровью в медикоэкологических исследованиях развиваются специалистами Международного института оценки риска здоровью/31/. Инициатива применения методов системного анализа и информатики для описания процессов в целостной системе 'среда-здоровье-социум'; принадлежит Лаборатории медицинской информатики ИСА РАН, проводившей совместные исследования совместно с рядом институтов Минздрава и РАМН: НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина, ВНИИ медицинской информации, ЦНИИ эпидемиологии,

НИИ общей патологии и экологии человека, — а также с ЦИЭТИН Госкомтруда РФ, ЦНИИП градостроительства, НИиПИ генплана г. Москвы.

В результате многолетних исследований медиков, экологов, математиков, специалистов по информатике накоплен большой массив экспериментальных данных, данных мониторинга за состоянием окружающей среды и здоровьем населения, разработано большое количество методик оценки риска здоровью и моделей распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Анализ и использование накопленных объёмов информации, без применения современных методов обработки на мощной вычислительной технике, весьма затруднителен. Наиболее перспективными методами обработки и усвоения подобных объёмов информации, на сегодняшний день, являются методы, основанные на использовании компьютерных геоинформационных технологий /57/

Несмотря на значительные успехи, достигнутые в этой области, на настоящий момент нельзя утверждать, что мы располагаем исчерпывающим инструментарием для принятия управленческих решений /31/. Отчасти это вызвано трудоемкостью применения некоторых разработанных систем, но главная проблема заключается в чрезвычайной сложности изучаемых процессов, и как следствие, невозможности получения строгих аналитических решений. К примеру, до настоящего времени строго не решена проблема атмосферной диффузии /59 — 64/, зависимости, выявленные между заболеваемостью и уровнями загрязненности, пока также неоднозначны. Ряд специалистов /28, 31/ утверждает, что в принципе установить причинно-следственную связь «среда-здоровье» на уровне сегодняшних научных представлений невозможно, так как трудно представить все множество комбинаций разнообразного воздействия фактора на организм и различных вариантов физиологических реакций на это самого организма.

Таким образом, накоплен большой, но по большей части разрозненный опыт исследования городской среды и ее влияния на живые организмы. Эта разрозненность препятствует формированию системного представления о городской среде как сложной многокомпонентной системе. Для дальнейшего развития принципов управления городской средой, обеспечение ее экологической устойчивости необходимо формирование системной и проблемно-ориентированной методологии, где комплексность методик исследования была бы адекватна сложности объекта и междисциплинарности проблемы.

Цель работы. Разработка и научное обоснование системы поддержки принятия решений для управления городской средой на базе количественной оценки популяционного риска заболеваний, обусловленных воздействием V автотранспортных потоков на городское население.

Основные задачи работы:

1) Разработка имитационной модели сложной системы «автотранспорт-среда-здоровье» на базе ГИС-технологий для количественной оценки популяционного риска заболеваний, обусловленных воздействием автотранспортных потоков на городское население. ^ 2) Анализ и оценка значимости факторов, влияющих на здоровье населения в зоне влияния автотранспортных магистралей.

3) Построение индикатора эффекта дозо-зависисмой реакции системы и эпидемиологическое исследование его распространенности.

4) Разработка рекомендаций по организации информационных систем для обеспечения возможности решения задач управления городской средой.

Методы исследования.

Разработка теоретических положений и создание на их основе прототипа информационно-аналитической системы стало возможным благодаря комплексному использованию теоретических и экспериментальных методов исследования. Данная междисциплинарная работа выполнена с * использованием комплексного метода исследовании, включающего: а) организация численных экспериментов для моделирования процессов распространения примеси в городской среде и инфильтрации их внутрь жилых помещений; б) полевые исследования, анализ первичной медицинской статистики, анкетирования, обобщения накопленной информации и формирования соответствующих ГИС слоев для дальнейшего анализа; в) многокритериальный статистический анализ пространственных связей накопленных массивов информации.

Решение ряда задач физики атмосферы, эпидемиологии, биологии, ^ медицины, поставленных в работе, стало возможным благодаря известным достижениям указанных научных дисциплин и не противоречит их положениям, базируется на доказательных выводах на основе таких средств как системный анализ, математическая статистика, теория оптимизации и планирование эксперимента. Результаты экспериментов анализировались и сопоставлялись с известными экспериментальными данными других ^ исследователей.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- Создана и впервые представлена классификация типов существующих методов определения дозозависимых реакций на загрязнение атмосферного воздуха, позволяющая наглядно и обозримо провести систематизацию средств данного класса.

- Автором представлены теоретические положения по определению и минимизации ущерба здоровью населения на базе имитационной модели, построенной по принципу «открытой» архитектуры.

- Впервые в отечественной практике исследованы и оценены процессы инфильтрации автотранспортных выбросов внутрь жилых помещений с точки зрения формирования дозовой нагрузки загрязняющих веществ на население.

- Разработана оригинальная методика пространственного ГИС анализа временной вероятности дозовых воздействий на население.

- Теоретически и экспериментально установлены надежные количественные закономерности между интенсивностью автотранспортного потока и повышенным уровнем заболеваемости в условиях стесненной городской застройки.

- Впервые приведены результаты эпидемиологических исследований в виде трехмерного пространственного распределения случаев заболеваемости в привязке к адресам проживания.

Практическая и научная полезность результатов диссертационной работы

Полученные автором решения задач расчета и моделирования количественных взаимосвязей в системе «среда-здоровье» позволяют существенно сократить объем экспериментальных исследований, что дает возможность значительно снизить затраты материальных ресурсов, денежных средств и времени.

Научная значимость работы заключается в установлении статистически достоверных количественных зависимостей индикатора эффекта от дозового воздействия методами имитационного моделирования.

Практическая значимость работы заключается в обосновании и разработке инженерной методики на базе ГИС для количественной оценки неблагоприятных эффектов, вызванных автотранспортом в условиях городской застройки. Разработанная методика является эффективным инструментарием при принятии управленческих решений и экономического обоснования проектов.

На защиту выносятся:

1) Обоснование эффективности использования и принципов интеграции математических моделей различного типа для изучения количественных закономерностей пространственной изменчивости заболеваемости населения.

2) Имитационная модель комплексного влияния автотранспортных потоков на распространенность заболеваемости органов дыхания детского населения Василеостровского района. Найдены достоверные аппроксимирующие зависимости индикатора отклика системы (детская заболеваемость) от пространственного распределения интегрального индекса воздействия (относительная вероятностная оценка качества территорий), построенного по результатам машинного эксперимента.

2) Пилотная версия системы поддержки принятия решений для управления городской средой на базе ГИС для количественной оценки популяционного риска заболеваний, обусловленных воздействием автотранспортных потоков на городское население.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Ванкевич, Роман Евгеньевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенных исследований были получены следующие результаты:

1.В работе выполнен анализ отечественных и зарубежных исследований целого спектра проблем, связанных с влиянием автотранспортных выбросов на здоровье городского населения (оценка эмиссионных потоков, распространение примесей в атмосфере в условиях городской застройки, инфильтрация загрязняющих веществ в помещения, оценок биологических откликов на загрязнение и т.д.). Проведена классификация существующих методов построения количественных взаимосвязей в системе среда—здоровье, а также путей повышения их достоверности и информативности на основе практики известных исследований и проведенных автором натурных исследований и вычислительных экспериментов.

2. Разработана имитационная компьютерная модель комплексного влияния автотранспортных потоков на распространенность заболеваемости органов дыхания детского населения Василеостровского района. Найдены аппроксимирующие зависимости индикатора отклика системы (детская заболеваемость) от расчета пространственного распределения интегрального индекса воздействия (относительная вероятностная оценка качества территорий), построенного по результатам машинного эксперимента. Созданная модель позволила провести качественный и количественный анализ влияния плотности и интенсивности автотранспортных потоков различных участков улично-дорожной сети района на состояние здоровья детского населения.

3. Получено трехмерное пространственное распределение высокого разрешения индикатора заболеваемости (нозологические формы заболеваний детского населения) по результатам проведенных полевых эпидемиологических исследований. Результаты исследования представлены в виде тематических ГИС слоев.

4. Разработаны и опробованы структура и технические требования к информационно-аналитическому комплексу на базе ГИС, предназначенного для снижения техногенной нагрузки на здоровье городского населения, путем оптимизации управления автотранспортными потоками и городской инфраструктурой с использованием процедур поддержки принятия решений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Ванкевич, Роман Евгеньевич, Санкт-Петербург

1. Сидоренко Г.И., Кутепов Е.Н. Приоритетные направления научных исследований по проблемам оценки и прогнозирования влияния факторов риска на здоровье населения // Гигиена и санитария. — 1994. — №8. — С.3-5

2. Анализ и оценка информации о влиянии факторов окружающей среды на состояние здоровья населения России. Отчет Компонента "Экологическая эпидемиология"// ПУОС, Москва, 1996.

3. Winneke Н., Klingenberg Н. Studies on health effects of automotive exhaust emissions. How dangerous are diesel emissions? // Sci. Total Environ. — 1990.- Vol.93. -P.95-105.

4. Yang C.S. Research on esophageal cancer in China: a review //Cancer. Res. 1980. - Vol.40. - P.2633-2644.

5. Boezen H.M., van der Zee S.C., Postma D.S. et al. Effects of ambient air pollution on upper and lower respiratory symptoms and peak expiratory flow in children // Lancet. 1999. - Vol.353. - P.874-878.

6. Науменко O.A. Эпидемиология и мониторинг факторов риска заболеваний сердечно-сосудистой системы у школьников, проживающих в условиях крупного промышленного города. Автореф. дис. канд. мед. наук. — Оренбург, 1996.

7. Лебедькова С.Е., Боев В.М., Колбина J1.B. и др. Распространенность сердечно—сосудистых заболеваний в детской популяции школьного возраста с учетом экологической обстановки воздушной среды //Педиатрия. 1991 .-№ 12. - С.41-44.

8. Лихачев А.Я. Изучение загрязненности окружающей среды канцерогенными веществами и возможность прогнозирования индивидуальной чувствительности к ним // Вопросы онкологии. 1997. — №1.- С.111-115.

9. Музалева О.В. Комплексная гигиеническая оценка антропогенного загрязнения и характеристика стафилококковой аутофлоры у школьников промышленного города. Автореф. дисс. . канд. мед. наук. — Оренбург, 1999. -26 с.

10. Иванов В.Я., Токарев И.И., Куликова Т.Е. Заболеваемость населения, связанная с загрязнением атмосферного воздуха в Запорожье // Гигиена и санитария. — 1993. №6.— С.11—13.

11. Детюк Е.С., Даценко И.И., Августинович М.С. и др. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на морфофункциональные показатели плаценты // Гигиена и санитария. — 1991. №6. — С. 10-12.

12. Быстрых В.В., Боев В.М., Борщук Е.Л., Дунаев В.Н Загрязнение воздуха в районе автомагистрали как фактор риска //Экология большого города: Тез. докл. науч.-практ. конф. — Пермь, 1996. — С. 14-15.

13. Быстрых В.В., Боев В.М., Борщук Е.Л., Кудрин В.И. Оценка дополнительного канцерогенного риска в промышленном городе // Окружающая среда. Оценка риска для здоровья. Опыт применения методологии оценки риска в России. — М., 1998. — Вып.5. — С.22-23.

14. Вельтищев Ю.Е. Проблемы экопатологии детского возраста — иммунологические аспекты // Педиатрия. 1991. - № 12. - С.74-80.

15. Вельтищев Ю.Е., Фокеева В.В. Экология и здоровье детей (экотоксикологическое направление) //Материнство и детство. —1992. — №12.- С.30-35.

16. Кузнецова Т.И. Состояние здоровья новорожденных у работниц нефтеперерабатывающего завода // Здравоохранение Российской Федерации.- 1992. №6. - С.27-28.

17. Большаков A.M., Дмитриев А.Д. Вклад факторов окружающей среды в особенности онтогенетических процессов //Гигиена и санитария. — 1993. №6. - С.75-77.

18. Baker F.D., Bush В., Tumasonis C.F. et al. Toxity and persistence of low-level PSB in adult Wistar rats, fetuses and young // Arch. Environ. Contam. and Toxicol. 1977. - Vol.5, №2. - P.143-156

19. Toth E., Ulveczky E., Verebelyi Z. Oroszlan G. Lead concentration in human milk in high aerosured population // Eur. Congr. Perinatal Med. -Roma, 1989. Vol.2. - P. 1097-1099.

20. Коськина E.B., Бонашевская Т.И., Барков JI.B. Система показателей фетоплацентарного комплекса для оценки состояния атмосферного воздуха // Гигиена и санитария. 1992. - №2. — С.14-17.

21. Сычев A.A., Санников В.М. Комплексный методический подход к оценке генетических последствий загрязнении атмосферного воздуха // Гигиена окружающей среды. Киев, 1989. - С. 149-150.

22. Вельтищев Ю.Е., Фокеева В.В. Экология и здоровье детей (экотоксикологическое направление) //Материнство и детство. —1992. — №12. С.30-35.

23. Детюк Е.С., Даценко И.И., Августинович М.С. и др. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на морфофункциональные показатели плаценты // Гигиена и санитария. — 1991. №6. — С. 10-12.

24. Зайцева Н.В., Аверьянова H.H., Корюкина И.П. Экология и здоровье детей Пермского региона. — Пермь, 1997. — 147

25. Кутепов E.H. Методические основы оценки состояния здоровья населения при воздействии факторов окружающей среды. Автореф. дисс. . докт. мед. наук.-М., 1995.-41 с.

26. Музалева О.В. Комплексная гигиеническая оценка антропогенного загрязнения и характеристика стафилококковой аутофлоры у школьников промышленного города. Автореф. дисс. . канд. мед. наук. — Оренбург, 1999.-26 с.

27. Науменко O.A. Эпидемиология и мониторинг факторов риска заболеваний сердечно-сосудистой системы у школьников, проживающих в условиях крупного промышленного города. Автореф. дис. канд. мед. наук. — Оренбург, 1996.

28. Нестеренко С.А., Линева О.И. Социальная экология и ее влияние на иммунный гомеостаз во время беременности //Экология и здоровье человека: Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции. — Самара, 1994. — С. 120-122.

29. Беляев E.H. Роль санэпидслужбы в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации. — М., 1996.-416 с.

30. Кисислев, К.Б. Фридман «Оценка риска здоровью». Санкт-Петербург 1997г.

31. Казначеев В. И. Современные аспекты адаптации. — Новосибирск: Наука, 1980.- 191 с.

32. Буштуева К.А., Случанко И.С. Методы и критерии оценки состояния здоровья населения в связи с загрязнением окружающей среды. — М.: Медицина, 1979.- 160 с.

33. Боев В.М. Гигиеническая характеристика влияния антропогенных и природных геохимических факторов на здоровье населения Южного Урала // Гигиена и санитария. — 1998. — №6. — С.3-8.

34. Боев В.М. Экология человека в малых городах и сельских населенных пунктах Восточного Оренбуржья // Гигиена и санитария. — 1994. — №8. -С.40-42.

35. Вихерт А. М., Жданов В. С., Чаклин А. В. и др. Эпидемиология неинфекционных заболеваний. — М.: Медицина, 1990. — 272 с.

36. Давыдовский И. В. Общая патология человека. 3-е изд. — М.: Медицина, 1971.-216 с.

37. Казначеев В. И. Современные аспекты адаптации. Новосибирск: Наука, 1980.- 191 с.

38. А.М.Мерков, Л.Е.Поляков. Санитарная статистика. Ленинград. Медицина, 1974, с. 10.

39. Н.Ф.Измеров, Е.Б.Гурвич, Н.В.Лебедева Социально-гигиенические и эпидемиологические исследования в гигиене труда. М., Медицина, 1985, 192 с.

40. А.Альбом, С.Норелл Введение в современную эпидемиологию. Перевод с английского. Таллинн, 1996, с.9.

41. Р.Биглхол, Р.Бонита, Т.Кьельстрем. Основы эпидемиологии. ВОЗ. Женева, 1994.

42. Linkage methods for environment and health analysis. General Guidelines. WHO, Geneva, 1996.

43. Яничкин Л. П., Королева Н. В., Пак В. В. О применении индекса загрязнения атмосферы. — Гигиена и санитария 1991, № 11, с. 93-95.

44. Moghissi A. A., Narland R. Е., Congel F. J. Eckerman К. F. Methodology for environmental human exposure and health risk assessment. — Dyn.Exposure and Hazard Assessment Toxic chem. Ann Arbor.Michigan, USA 1980 p. 471-489

45. Wark, K. & Warner, C. P. Air Pollution: Its Origin and Control. Second Ed.- New York: Harper & Row, 1981.

46. Wilson R. Simple Area Source Algorithm for Risk Assessment Screening. Memorandum to P. Cirrone

47. Сепетлиев Д. Статистические методы в научных медицинских исследованиях М.: Медицина, 1968. — 242 с.

48. Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул. —М., 1988, с. 10-48.

49. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. М., 1992.

50. Новиков С.М., Румянцев Г.И., Жолдакова З.И. и др. Проблема оценки канцерогенного риска воздействия химических загрязнений окружающей среды // Гигиена и санитария. 1998. — №1. — С.29-34.

51. Вельтищев Ю.Е., Фокеева В.В. Экология и здоровье детей (экотоксикологическое направление) //Материнство и детство. —1992. — №12. С.30-35.

52. Временные методические указания по обоснованию предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. № 4681-88 от 15 июля 1988 г.

53. A.B. Шпынов, А.Б. Стрельцов, Создание и анализ биоиндикационных карт в рамках экологического мониторинга города (к вопросу о городских экологических ГИС) // М., 1988, с. 10-48.

54. Кошкарев A.B. Картография и геоинформатика: пути взаимодействия. Изв. АН СССР, сер. геогр., 1990, N 1, с. 32)

55. Измалков В.И., Измалков A.B., Безопасность и риск при техногенных воздействиях.-М.-СПб.:НИЦЭБ РАН, АГЗ

56. Сонькин JI.P. Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз загрязнения атмосферы.-JI.Гидрометиздат, 1991.

57. Э.Ю. Безуглая, Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. Изд. Гидрометеоиздат, Ленинград 1986 г., стр. 200.

58. Э.Ю. Безуглая, Г.П. Расторгуева, И.В. Смирнова. Чем дышит промышленный город.: Изд. Гидрометеоиздат, Ленинград 1991 г., стр. 253.

59. Briggs DJ, Collins S, Pryl K, Smallbone K, van der Veen A. Mapping urban air pollution using GIS: a regression-based approach. Int J Geograph Inform Sci 1997; 11:699-718.

60. Hoek G, Mennen MG, Allen GA, Hofschreuder P, van der Meulen T Concentrations of acidic air pollutants in the Netherlands. Atmos Environ 1996; 30: 3141-50.

61. Hoek G, Fischer P, van den Brandt P, Goldbohm S, Brunekreef B. Estimation of long-term average exposure to outdoor air pollution for a cohort study on mortality. J Expo Anal Environ Epidemiol 2001; 11: 459-69

62. Schlink U, Herbarth O, Tetzlaff G (1997) A component time series model for SO2 data: forecasting, interpretation and modification, Atmospheric Environment 31 (9), 1285-1295.

63. Schwartz J (1998) Principles of analysis of epidemiological time series and confounder control, Advanced seminar "Time series analysis in epidemiology", February 12-13, Neuherberg (Munich), Germany.

64. Brunekreef B, Janssen NAH, de Hartog J, Harssema H, Knape M, van Vliet P. Air pollution from truck traffic and lung function in children living near motorways. Epidemiology 1997; 8: 298-303.

65. WHO. Air quality guidelines for Europe, 2nd edn. Copenhagen: World Health Organization Regional Publications, European series 91, 2000

66. Калверт Г.М. Инглунд. Защита атмосферы от промышленных загрязнений-М: «Металлургия» 1988

67. Вызова H.JI. Иванова В.Н., Гаргер Е.К., Турбулентность в пограничном слое атмосферы.-JI. Гидрометиздат, 1963

68. Вызова H.JI. Иванова В.Н., Гаргер Е.К., Экспериментальные исследования диффузии и расчеты рассеяния примеси. -JI. Ги дром етиздат, 1963

69. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы.-Л.:Гидрометиздат, 1992

70. Экологический программный комплекс для персональных ЭВМ/Под ред. А.С. Гаврилова.-СПб.: Гидрометиздат,1992

71. Genikhovich E.L., I.G. Gracheva, P.Ya. Groisman and L.G. Khurshudyan; A new Russian regulatory dispersion model MEAN for calculation of mean annual concentrations and its meteorological preprocessor, Int. Journ. Environment and Pollution (1999)

72. Jicha, M., Katolicky J., Eulerian-Lagrangian computational model for traffic induced flow field andturbulence inside a vehicle tunnel, Proc. 5th Int. Conference on Harm. Atm.Disp. Mod. Reg. Риф., Rhodos (1998), 549-556

73. Crowe, G.T., Sharma, M.P., Stock, D.E., The Particle-Source-In-Cell Model for Gas-DropletFlows, J.Fluid Eng., vol.99 (1977), 325-332

74. Sini J. F., Mestayer P. G., Traffic-induced urban pollution: A numerical simulation of streetdispersion and net production, 22nd NATO/CCMS International Technical Meeting on AirPollution Modelling and its Application, Clermont-Ferrand (1997)

75. Гублер Е.В. Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. — Ленинград: Медицина 1973.

76. Kuenzli N, Medina S, Kaiser R, Quenel P, Horak F, Studnicka M. Assessment of deaths attributable to air pollution: should we use risk estimates based on time series or on cohort studies? Am J Epidemiol 2001; 153: 1050-55.

77. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания паталогических процессов. — М: Медицина 1978

78. Меншуткин В.В. Математическое моделирование популяций и сообществ водных животных, Л., 1971

79. Экологические системы. Адаптивная оценка и управление, (под ред Э.Холлинга), М., 1981

80. Горстко А.Б., Домбровский Ю.А., Сурков Ф.А. Методы управления эколого-эконоическими системами. М., 1985

81. Горстко А.Б., Домбровский Ю.А., Сурков Ф.А. Модели управления эколого-экономическими системами. М., 1984.

82. Джефферс Д."Введение в системный анализ: применение в экологии", М., 1981

83. Миронов А. А., Евгеньев И.Е. Автомобильные дороги и охрана окружающей среды / Под ред. В. М. Могилевича;Том. инж. -строит, ин-т. -Томск: Изд-во Том. ун-та, 1986 280с

84. Медоуз Д.Х,.Медоуз Д.Л, Рандерс Й. "За пределами роста" М., Прогресс. 1994.

85. Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б. Математические модели биологических продукционных процессов. М., Изд. МГУ, 1988

86. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. — М.:Наука, 1981

87. Пегов, П.М. Хомяков Моделирование развития экологических систем. — Ленгидрат Гидрометиздат. 1991

88. Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б. Математические модели биологических продукционных процессов. М., Изд. МГУ, 1988

89. Пинигин М. А. Гигиенические основы оценки степени загрязнения атмосферного воздуха. — Гигиена и санитария, 1993, № 7.

90. Аронов В.И. Принципы и методы использования косвенных данных при построении карт/Математические методы исследования в геологии// Экспресс информация. ВИЭМС, М.:1981, № 4. с 6-13.

91. Заславский Б.Г., Полуэктов Р.А. Управление экологическими системами. М.1988

92. Meadows Donella Het.al Beyond the Limits, (Confronting global collapse. Envisioning a sustainable future. 1992)

93. Ayotte P., Livesque В., Gauvin D. et al. Indoor exposure to 222Rn: a public health perspective // Health Phys. 1998. - Vol.75, №3. - P.297-302.

94. Волков A.M. Решение практических задач на ЭВМ. М.: Недра, 1980. .244с.

95. Abbey DE, Nishino N, McDonnell WF, et al. Long-term inhalable particles and other air pollutants related to mortality in nonsmokers. Am J Respir Crit Care Med 1999; 159: 373-82.

96. Pope CA III, Dockery DW, Schwartz J. Review of epidemiological evidence of health effects of particulate air pollution. Inhal Toxicol 1995;7: 1—18.

97. Weiland SK, Mundt KA, Rueckmann A, Keil U. Self-reported wheezing and allergic rhinitis in children and traffic density on street of residence. Ann Epidemiol 1994; 4: 243-47.

98. Wjst M, Reitmeir P, Dold S, et al. Road traffic and adverse effects on respiratory health in children. BMJ 1993; 307: 596-600.

99. Edwards J, Walters S, Griffith RK. Hospital admissions for asthma in preschool children: relationship to major roads in Birmingham, United Kingdom. Arch Environ Health 1994; 49: 223-27.

100. Van den Brandt PA, Goldbohm RA, van 't Veer P, Volovics A, Hermus RJJ, Sturmans F. A large-scale prospective cohort study on diet and cancer in the Netherlands. J Clin Epidemiol 1990; 43: 285-95.

101. Горелик Д.О., Конопелько JI.А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. — М.: Издательство стандартов, 1992

102. Burnett R, Ma R, Jerrett M, et al. The spatial association between community air pollution and mortality: a new method of analyzing correlated geographic data. Environ Health Perspect 2001; 109 (suppl):375-80.

103. Roorda-Knape MC, Janssen NAH, Hartog JJ de, Harssema H, Brunekreef B. Air pollution from traffic near major motorways. Atmos Environ 1998; 32: 1921-30.

104. Fischer PH, Hoek G, Reeuwijk H, et al. Traffic-related differences in outdoor and indoor concentrations of particles and organic compounds in Amsterdam. Atmos Environ 2000; 34: 3713-22.

105. Nyberg F, Gustavsson P, Jarup L, et al. Urban air pollution and lung cancer in Stockholm. Epidemiology 2000; 11:487-9519

106. Babisch W, Ising H, Gallacher JEJ, Sweetnam PM, El wood PC. Traffic noise and cardiovascular risk: the Caerphilly and Speedwell studies, third phase-10 year follow up. Arch Environ Health 1999; 54: 210-16.

107. Bioemen HJTh, van Bree L, Buringh E, et al. Fine particles in the Netherlands. Report 650010006. Bilthoven, Netherlands: National Institute of Public Health and Environment, 1998 (in Dutch with English summary).

108. Wallace L. Indoor particles: a review. J Air Waste Manage Assoc 1996;98-126.

109. Brunekreef B. Air pollution and life expectancy: is there a relation? Occup Environ Med 1997; 54: 781-84.

110. Seaton A, MacNee W, Donaldson K, et al. Particulate air pollution and acute health effects. Lancet 1995; 345: 176-78.

111. Peters A, Döring A, Wichmann HE, Koenig W. Increased plasma viscosity during the 1985 air pollution episode: a link to mortality? Lancet 1997; 349:1582-87.

112. Концепция и научные основы слежения за состоянием окружающей среды в Санкт-Петербурге, Ленинградской области и СевероЗападном регионе европейской части страны (ГЭИС-К): Отчет по НИР/ Под рук. Акад. К.Я. Кондратьева.: РАН НЦ, 1991

113. Примак A.B., Щербань А.Н., Сорока A.C. Автоматизированные системы защиты воздушного бассейна от загрязнения.-КиевЖ Техника, 1998

114. Израэль Ю.А. Проблемы всестороннего анализа окружающей среды и принципы комплексного мониторинга. JI.: Гидрометиздат, 1988.

115. Свиренко С.С. Современные информационные технологии.-М.: Радио и связь, 1989

116. Автоматизированная информационно-управляющая система Российской системы предупреждения и действий в черезвычайных ситуациях. Эскизно-технический проект.-М.:НИИ «Восход»Комитета РФ по информатизации, 1993

117. Донченко В.К. Система контроля состояния окружающей среды (CK СОС) для управления экологически безопасным развитием Санкт-Петербурга.-Региональная экология, 1994 №2

118. Макаров О.Н. Интегральные природные индикаторы в стратегическом планировании регионального развития.-НИЦЭБ РАН, 1997

119. Макаров О.Н. Концепция интегрированной экоинформационной системы. СПб. НИЦЭБ РАН, 1997

120. Интегрированная экоинформационная система большого города, журнал «Метроном», № 4,1994

121. Пупырев Е. , Беляев Е. П. Мурашкин Г. Н. // Проблемы управления качеством окружающей среды городов. М. 1995.

122. СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

123. Ванкевич P.E., Методология поиска индикаторов экологической безопасности при неполноте информации об экологическом состоянии//Сб. докладов Международной конференция «Экологическая безопасность на пороге XXI века», 30-31 марта 1999г., СПб, с 35-38

124. Ванкевич P.E. Системный подход к сбалансированному природопользованию на примере воздушной среды. //Журнал РАН «Региональная экология» № 4, 1999 г., СПб, Институт проблем региональной экономики (ИРЭ РАН), с.90-951.

125. Невская М. А., Ванкевич Р. Е., Митрофанова М. В., Денисов В.Н. Разработка системы моделей и метода эколого-экономической оценки состояния городской среды для управления ее качеством//Журнал «Региональная экология»:- РАН, 1999, № 1-2, с. 31-35.