Smart technologies for decision-support in the management of environmental safety of transportation in big port cities
Authors: Ложкина О.В. , Рогозинский Г.Г. , Ложкин В.Н. , Малыгин И.Г. , Комашинский В.И. 
Published: June 2020

Цель настоящей работы заключалась в разработке основ обеспечения экологически устойчивого развития транспортных систем городов-портов на базе инновационных наукоемких информационных и коммуникационных технологий на примере разработки расчетного метода мониторинга и прогнозирования негативного воздействия выбросов автотранспорта, морских и речных судов на качество воздушной среды. В статье представлена информационная технология поддержки принятия решений на основе модифицированной мультидоменной инфокоммуникационной модели и иерархической модели, позволяющая описать взаимодействие объектов физического, информационного (кибернетического) и когнитивного уровней в области экологического мониторинга и прогнозирования воздействия автомобильного и водного транспорта через набор унифицированных терминов. Эффективность предложенного подхода проиллюстрирована разработкой расчетной модели контроля и прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха в зонах одновременного воздействия автомобильного и водного транспорта в крупных портовых городах, таких как Санкт-Петербург, Владивосток и Севастополь. Модель выстраивалась по принципу иерархичности: индивидуальные транспортные средства, образуемые ими площадные (например, совокупность судов в порту) и линейные (автотранспортные потоки) источники выбросов на локальной городской территории (микрорайон или район города) или в городе в целом. Подобная модель может быть интегрирована в виде экологического блока в городскую интеллектуальную транспортную систему для проведения расчетного мониторинга и прогнозирования качества воздуха, что особенно актуально в крупных городах с развитой мультимодальной транспортной инфраструктурой и высокой транспортной нагрузкой.

The presented research focuses on developing the foundations for ensuring the environmentally sustainable development of transport systems of port cities based on innovative high-tech information and communication technologies, using the example of developing a calculation method for monitoring and predicting the negative impact of emissions from vehicles, sea and river vessels on the quality of the air environment. The paper presents the information technology for decision support based on a modified multi-domain infocommunications model and hierarchical model, which allows to describe the interaction of physical, informational (cybernetic) and cognitive levels in the field of environmental monitoring and forecasting the impact of automobile and water transport through a set of unified terms. The effectiveness of the proposed approach is illustrated by the development of a calculation model for monitoring and predicting atmospheric air pollution in areas of simultaneous impact of road and water transport in large port cities such as St. Petersburg, Vladivostok and Sevastopol. The model features hierarchical approach: individual vehicles and vessels, corresponding areal (e.g. ships in the port) and linear (transport flows) emission sources in a local urban area (a city block or a city district) or in the city as a whole. Such a model can be integrated as an environmental block into the city intelligent transport system for the monitoring and forecasting of air quality, this is especially important in large cities with a developed multimodal transport infrastructure and high traffic.