AP26194771 – Разработка геоинформационно-аналитической системы сбора и моделирования данных мониторинга качества атмосферного воздуха города Алматы от передвижных источников загрязнения

Цель – 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.

Актуальность: Актуальность данного проекта обусловлена серьёзными экологическими, социально-экономическими и технологическими вызовами, связанными с загрязнением воздуха в Алматы. Город стабильно входит в список 180 самых загрязнённых городов мира, при этом доля автотранспорта в общем объёме выбросов достигает 60–80%. Концентрации PM2.5 и PM10 превышают нормы ВОЗ в 4–5 раз, что приводит к серьёзным последствиям для здоровья населения. В 2023 году около 40% обращений в медицинские учреждения были связаны с заболеваниями дыхательной системы, вызванными плохим качеством воздуха, при этом Казахстан ежегодно теряет до 6 000 жизней из-за загрязнения воздуха. Эти проблемы также приводят к значительным экономическим потерям, оцениваемым примерно в 1,5% ВВП страны, и снижению качества жизни, из-за чего многие жители задумываются о переезде. Таким образом, проект является высокоактуальным, поскольку предлагает инновационные решения на основе данных, с использованием искусственного интеллекта и передового моделирования для борьбы с загрязнением воздуха в Алматы.

Научный руководитель: Доктор технических наук, Профессор, Акбасова Аманкул Джакановна

Ожидаемые и достигнутые результаты: В рамках проекта была создана комплексная база данных по городу Алматы, включающая географические, транспортные, метеорологические, экологические и социально-экономические данные. Разработана детализированная цифровая карта города на основе OSM с выделением 17 ключевых улиц и интеграцией слоёв транспортной инфраструктуры, зелёных зон и топографии. Собраны обширные данные по автопарку, включая возрастную структуру, типы топлива и динамику за период с 2003 по 2024 годы. Проанализированы метеорологические данные, такие как температурные режимы, скорость и направление ветра, а также построена роза ветров, дополнительно использованы данные мониторинга Казгидромета и датчиков IQAir. Проведены масштабные полевые исследования, включая 480 измерений трафика и 720 сезонных измерений качества воздуха на ключевых перекрёстках и в различных зонах города. Лабораторный анализ 48 проб воздуха и 30 инструментальных замеров выбросов автотранспорта позволил получить детальную информацию о химическом составе загрязняющих веществ. В ходе проекта были выявлены основные загрязнители, включая NO₂, CO, PM2.5/PM10 и бенз(а)пирен, а также проведена их классификация по степени воздействия на здоровье в соответствии с международными и национальными стандартами. Оценка рисков показала очень высокую вероятность вредного воздействия в жилых и промышленных зонах. Сформирован и подтверждён перечень приоритетных загрязняющих веществ, связанных с транспортными и промышленными источниками. На основе полученных результатов разработаны практические рекомендации, включая развитие электрического и газового транспорта, ужесточение экологических требований и совершенствование систем мониторинга для улучшения качества воздуха и здоровья населения.