Postgraduate Student, Department of Ecology and Environmental Protection, Russian State Social University; Lead Software Engineer, Sensomatics LLC
аспирант, кафедра экологии и природоохранной деятельности, Российский государственный социальный университет; ведущий инженер-программист, ООО «Сенсоматика»
The study aims to develop a criteria framework for assessing the effectiveness of integrated environmental monitoring systems that combine distributed sensor neworks (DSN) and Internet of Things (IoT) technologies for water and air quality control. The object of research is the architecture of integrated systems merging stationary and mobile measurement nodes. The methodology employs systemic and multi-criteria analysis across four groups: technological (network density, sensor stability), informational (spatial representativeness, suitability for digital twins), economic (total cost of ownership, prevented damage), and regulatory. A review of international experience revealed a gap between IoT sensor capabilities and regulatory requirements. A three-level architecture is proposed - from field data collection to a cloud platform of digital twins that generates heat maps normalized to permissible exposure limits. The main conclusion: key barriers are primarily normative and methodological rather than technological. A dense network of low-cost sensors has been shown to cut the “blind time” of leak detection nearly in half, confirming the value of synergistic effect over episodic measurements. The proposed criteria system provides a methodological basis for substantiating and auditing digital monitoring projects, facilitating the transition to a predictive environmental risk management model.
Цель исследования - разработка критериального аппарата для оценки эффективности комплексных систем экологического мониторинга, объединяющих распределенные сенсорные сети (РСС) и технологии Интернета вещей (IoT) для контроля водной и воздушной сред. Объектом выступают архитектуры интегрированных систем, совмещающие стационарные и мобильные измерительные узлы. Методология опирается на системный и многокритериальный анализ: технологические (плотность сети, стабильность датчиков), информационные (пространственная репрезентативность, пригодность для цифровых двойников), экономические (совокупная стоимость владения, предотвращенный ущерб) и нормативные группы критериев. Проведен обзор международного опыта, выявивший разрыв между возможностями IoT-сенсоров и регуляторными требованиями. Предложена трехуровневая архитектура - от полевого сбора данных до облачной платформы цифровых двойников, формирующей тепловые карты относительно предельно допустимых концентраций (ПДК). Основной вывод: ключевые препятствия к внедрению носят не столько технологический, сколько нормативно-методический характер. Показано, что плотная сеть недорогих датчиков позволяет сократить «слепое время» обнаружения утечек почти вдвое, подтверждая ценность синергетического эффекта перед эпизодическими замерами. Предложенная система критериев образует методическую основу для обоснования и аудита проектов цифрового мониторинга, способствуя переходу к предиктивной модели управления экологическими рисками.