Многоцелевая технология получения и обработки экспертной информации при идентификации нефтяного загрязнения в сложных природных и техногенных системах

Третий этап заключается в кодировании спектров. Совокупность выбранных сегментов в спектрах (хроматограммах) представляют собой своеобразный код спектра. Каждая точка кода имеет свои координаты в декартовой системе координат. При этом абсциссой является длина волны (для молекулярной люминесценции), волновое число (для ИК-спектроскопии), время удерживания (для ГЖХ). Ординатой выступает интенсивность аналитического сигнала нормированного спектра.

Указанный методический прием в настоящее время широко используется в экспертно-криминалистических исследованиях при производстве дактилоскопических, портретных, трасологических и т.п. экспертиз.

На четвертом этапе по построенным кодам методом регрессионного анализа создается некий первоначальный образ нефтепродукта, осуществляется его визуализация. Графические отображения являются новыми, существенно упрощенными, по сравнению с исходными спектрами или хроматграммами «отпечатками пальцев» (finger print) исследуемых веществ. Путем наложения аппроксимационных кривых (новых графических образов) проводится визуальная идентификация нефтепродукта по признакам похожести или по шкале интервалов (шкале разностей). В случае непохожести принимается однозначное решение о неидентичности сравниваемых объектов.

На этом этапе проверяется обоснованность выбора способа нормировки спектров и выбор семантических единиц анализа, по которым проводилось кодирование. Принимается, что чем проще аппроксимационная функция и чем выше достоверность аппроксимации, тем целесообразнее принятые способы нормировки и кодировки спектров. В нашем исследовании во всех случаях кодированные спектры и хроматограммы аппроксимировались квадратным полиномом (в простейших случаях - линейной зависимостью) с достоверностью не ниже 0,8.

Другим способом сравнения, осуществляемым на данном этапе, была статистическая обработка регрессионных уравнений. В качестве объектов сравнения выбраны коэффициенты регрессионных уравнений при х². При этом выдвигалась гипотеза о том, что коэффициенты регрессионных уравнений, описывающих аналитические характеристики сравниваемых образцов, представляют собой множество случайных величин, укладывающихся в доверительный интервал при выбранном значении надежности. Анализ проводилось методом сравнения средних по t-критерию Стьюдента. Задачей анализа было выяснение того, составляют ли они выборку значений, различающихся только величиной случайной ошибки, или имеют значимые идентификационные различия. В первом случае объекты признаются идентичными, в противоположном - не идентичными.

Чем больше значения коэффициентов регрессионных уравнений выходят за границы доверительного интервала, тем большую идентификационную значимость они имеют. Таким образом, в настоящем исследовании осуществлена попытка выразить идентификационную значимость в численном виде.

Заключение

В результате проведенных исследований решена научная проблема, имеющая значение для предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Реконструкция причин возникновения и развития чрезвычайных ситуаций их источников в прошлом и настоящем с целью опережающего отражения вероятности их возникновения осуществлена на основе изучения инородных горючих жидкостей, поступающих извне в природные и техногенные системы.

Основные результаты работы

Получены научно обоснованные технические и технологические решения.

Они включают:

1. Концепцию проведения исследований компонентов нефтяного загрязнения в сопредельных средах: почва - почвенный раствор, почва - атмосфера и почва - биоценозы. Концепция состоит из:

· схемы функционирования нефтепродуктов в объектах окружающей среды, учитывающей и рассматривающей нефтепродукты в комплексной неразрывной связи с элементами окружающей обстановки

· комплексной системы сбора доказательной информации о нефтях и нефтепродуктах, позволяющей поэтапно решать задачи возрастающей сложности по обнаружению, диагностике и идентификации нефтепродуктов;

При этом разработаны новые технические решения, а также методики комплексного изучения низкокипящих компонентов нефтепродуктов:

· универсальный полевой пробоотборник, позволяющий отбирать и концентрировать пары легколетучих жидкостей на местах чрезвычайных ситуаций в любых условиях и с любых объектов;

· лабораторная установка для анализа равновесной паровой фазы с анализом паровых смесей методами газожидкостной хроматографии и ИК-спектрометрии;

2. Систему обработки спектральной и хроматографической информации методом зонального кодирования для экологической, пожарно-технической и почвоведческой экспертиз, а также для экспертизы товарных нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов.

Математическая (статистически-вероятностная) обработка получаемой информации, основана на выборе идентификационных критериев, позволяющих представлять состав нефтепродуктов в виде графических образов (фингерпринтов), поддающихся непосредственному сравнению.

3. Оптимизированную технологию получения экспертной информации на основе использования методов исследования малых и следовых количеств нефтяного загрязнения.

Оптимизация проведена по метрологическим и техническим характеристикам, критериям универсальности и простоты процедур подготовки при анализе проб различного типа. Проанализирована минимизации затрат на проведение исследований при заданной достоверности результата, наличию современного программного обеспечения анализа и обработки результатов измерений.

4. Критерии идентификации нефтепродуктов и нефтяных загрязнений и процедура идентификации нефтепродуктов и нефтяных загрязнений, рассеянных в окружающей среде.

Анализ большого массива эмпирических данных, полученных в ходе проведения экспериментальных исследований показал, что предлагаемые признаки идентификации нефтепродуктов, полученные различными методами исследования, хорошо согласуются между собой, что повышает их экспертную значимость.

Создана база данных:

· по составу и характеристикам сырых нефтей, товарных нефтепродуктов и иных горючих жидкостей, как в их исходном виде, так и после различных факторов воздействия;

· по составу и аналитическим характеристикам органических компонентов объектов окружающей среды.

Комплексная многофункциональная методика экспертного исследования сложных смесей нефтяного типа в природных и техногенных системах прошла практическую апробацию при анализе чрезвычайных ситуаций различного характера. С ее использованием исследовано около 80 пожаров, произошедших в СПб и Ленинградской области, свыше 40 пожаров легковых автомобилей и др.

Изучение комплексной схемы экспертного исследования нефтей и нефтепродуктов в природных и техногенных системах и разработанной методики экспертной идентификации включено в учебную программу обучения судебных экспертов в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Галишев М.А., Чешко И.Д., Шарапов С.В. Адаптация компьютерно-аналитического комплекса «Флюорат-02-Панорама» для расследования поджогов /Новые информационные технологии в практике работы правоохранительных органов. СПб: СПб Университет МВД России, 1998 0,2 /0,1 п.л..

2. Галишев М.А., Шарапов С.В. Комплексная методика исследования легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объектах, изымаемых с мест пожаров /Безопасность и экология Санкт-Петербурга. СПб.: СПб ГТУ, 1999. С. 0,3 /0,1 п.л..

3. Галишев М.А., Шарапов С.В. Комплексная методика исследования легковоспламеняющихся и горючих жидкостей при производстве различных видов судебных экспертиз /Теоретические и прикладные проблемы экспертно криминалистической деятельности. СПб.: СПб Университет МВД России, 1999. Ч. 2. С. 0,2 /0,1п.л..

4. Галишев М.А., Шарапов С.В., Чешко И.Д. Опыт исследования легковоспламеняющихся и горючих жидкостей при проведении специальных судебных экспертиз: Информационный бюллетень /СПб.: СПб Университет МВД России, 2000. Вып. 4. 1,5 /0,7п.л.

5. Шарапов С.В. Экспертная диагностика остатков легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, изымаемых с места пожара, и критерии их классификации: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук/СПб.: СПб Университет МВД России, 2000. 19 1,2 п.л..

6. М.А. Галишев, И.Д. Чешко, С.В. Шарапов, Н.В. Сиротинкин Проведение диагностики легковоспламеняющихся и горючих жидкостей при расследовании поджогов //Жизнь и безопасность. 2001. № 1-2. С. 0,2 /0,1п.л..

7. Галишев М.А., Шарапов С.В. Исследование остатков легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, изымаемых с мест пожаров /Крупные пожары: предупреждение и тушение. М.: ВНИИПО МВД России, 2001. С. 0,3 /0,2.

8. Галишев М.А., Чешко И.Д., Шарапов С.В. Исследование горючих жидкостей при расследовании поджогов автомобилей и экспертизе автотранспортных средств /Жизнь и безопасность. 2001. № 3-4. .С. 0,3 /0,1п.л..

9. И.Д. Чешко, М.А. Галишев, С.В. Шарапов, Н.Н. Кривых Техническое обеспечение расследования поджогов, совершенных с применением инициаторов горения: /Учебно-методическое пособие /. М.: ВНИИПО, 2002. 7,5 /4,8 п.л..

10. Шарапов С.В., Галишев М.А., Тарасов С.А., Пак О.А. Экспертная диагностика инородных горючих жидкостей - инициаторов горения в автотранспортных средствах и в объектах городской среды /Пожаровзрывобезопасность. 2004. № 4. С. 0,4/0.1 п.л.

11. Галишев М.А., Тарасов С.В., Шарапов С.В., Кондратьев С.А. Использование системного подхода при экспертном исследовании поджогов автотранспортных средств /Материалы 13 научно-технической конференции «Системы безопасности» - СБ-2004. -М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. - С. 0,2 /0,1п.л..

12. Шарапов С.В., Галишев М.А., Тарасов С.В., Кондратьев С.А., Информационные аналитические признаки диагностики нефтепродуктов на местах чрезвычайных ситуаций /Жизнь и безопасность. 2004. №3-4. С. 0,2 /0,1 п.л..

13. Шарапов С.В., Тарасов С.В., Пак О.А., Галишев М.А., Применение методологии скрининга при изучении следов горючих жидкостей в пожарно-технической и экологической экспертизе /Вестник СПб Института ГПС МЧС России. 2004. №7. С. 0,4/0.2 п.л..

14. Бельшина Ю.Н., Данилова Ю.В., Сиротинкин Н.В., Шарапов С.В., Комплексное исследование полимерных материалов при проведении экспертиз пожаров /Жизнь и безопасность. 2004. №3-4. С. 0,2 /0,1п.л..

15. Шарапов С.В., Галишев М.А., Тарасов С.В., Пак О.А. Использование методологии скрининга в экспертных исследованиях поджогов автотранспортных средств и оценки экологического состояния городской среды / Международная научно-практическая конференция «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях»/ СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2004 0,3/0,1 п.л..

16. Шарапов С.В., Кондратьев С.А. Современное состояние и перспективы развития многоцелевых экспертных технологий исследования чрезвычайных ситуаций / Всероссийская научно-практическая конференция «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России» /СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2004 0,3/0,1 п.л..

17. Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д., Шарапов С.В., Толстых В.И., Кондратьев С.А., Белобратова В.И. Расследование пожаров: Методические рекомендации по изучению дисциплины /Под общей редакцией В.С.Артамонова. -СПб.: Санкт-Петербургский институт Государственной Противопожарной Службы МЧС России, 2004. 9,7 /7,2 п.л..

18. Галишев М.А., Кононов С.И., Шарапов С.В., Кондратьев С.А. Экспертное изучение экстрактивных компонентов строительных материалов при исследовании пожаров в зданиях и сооружениях /Пожаровзрывобезопасность, 2005. № 2. 0,5 /0,2 п.л..

19. Шарапов С.В., Галишев М.А., Кононов С.И., Клаптюк И.В., Кондратьев С.А Диагностика инициаторов горения, использующихся для поджогов, на основании исследования летучих компонентов горючих жидкостей /Пожаровзрывобезопасность, 2005. № 3. 0,5 п.л./0,2 п.л..

20. Галишев М.А., Шарапов С.В., Кононов С.И., Тарасов С.В., Кондратьев С.А., Воронова В.Б. Многоцелевая комплексная система прогнозирования и мониторинга чрезвычайных ситуаций, связанных с попаданием в окружающую среду нефтепродуктов /Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. III международная научно-практическая конференция. Минск. 2005. 0,3 /0,1 п.л..

21. Шарапов С.В., Галишев М.А., Кононов С.И., Спектральные методы изучения экстрактивных компонентов строительных и отделочных материалов в пожарно-технической экспертизе /Пожарная безопасность XXI века. Международная пожарно-техническая выставка. Москва. 2005. 0,3 ./0,1 п.л..

22. Кононов С.И., Шарапов С.В., Галишев М.А. Установление признаков поджога на основе диагностики горючих жидкостей, находящихся на строительных материалах в зонах очага пожара /Перспективы развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров. Межрегиональная научно-практическая конференция.СПб: СПб У ГПС 2005. 0,2 /0,1 п.л.

23. Шарапов С.В., Галишев М.А., Пак О.А. Газовая хроматография в экспертизе пожаров / Межведомственная научно-практическая конференция «Перспективы развития пожаро-технической экспертизы и расследования пожаров», научно-практическая конференция. СПб: СПб У ГПС 2005. 0,4/0.1 п.л.

24. Шарапов С.В., Пешков И.А., Галишев М.А., Кондратьев С.А. Исследование летучих компонентов нефтепродуктов, содержащихся в объектах окружающей среды /Жизнь и безопасность, 2006. № 3-4. 0,5./0,2 п.л.

25. Шарапов С.В., Пешков И.А., Тарасов С.В., Кондратьев С.А., Галишев М.А. Изучение состояния воздушной среды в зонах, прилегающим к пожароопасным объектам методом анализа равновесного пара /Пожаровзрывобезопасность, 2006. № 5. 0,5/0,2 п.л.

26. Шарапов С.В., Пешков И.А., Исследование летучих компонентов нефтепродуктов, содержащихся в почвах, методом анализа равновесного пара /Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму -СПб: СПб университет ГПС МЧС России, Российская академия ракетных и артиллерийских наук, 2006. 0,5/0,3 п.л.

27. Шарапов С.В., Пешков И.А., Кондратьев С.А., Галишев М.А. Мониторинг состояния воздушного бассейна в зонах, прилегающих к объектам нефтегазового комплекса /Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых - СПб.: ГТИ (ТУ), 2006 г. 0,2 /0,1 п.л.

28. Шарапов С.В., Галишев М.А., Пак О.А., Грошев Д.В. Диагностика следовых количеств нефтепродуктов в окружающей среде при исследовании чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазового комплекса /Материалы научно-практической конференции «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых» - ХПГИ С-Пб, 2006 02/05 п.л.

29. Шарапов С.В., Галишев М.А., Пешков И.А. Технико - криминалистическое обеспечение расследования поджогов, совершаемых с использованием горючих жидкостей /Материалы международной научно-практической конференции Технические и социально-гуманитарные аспекты профессиональной деятельности ГПС МЧС России: проблемы и перспективы: ВПТУ Воронеж, 2006 г. 0,2 /0,1п.л..

30. Галишев М.А., Шарапов С.В., Кондратьев С.А. Подготовка специалистов в области расследования пожаров в Санкт-Петербургском Университете ГПС МЧС России /Материалы международной научно-практической конференции Технические и социально-гуманитарные аспекты профессиональной деятельности ГПС МЧС России: проблемы и перспективы: ВПТУ Воронеж, 2006 г. 0,2 /0,1п.л..

31. Шарапов С.В., Пешков И.А., Галишев М.А. Исследование негативного воздействия автотранспорта на экологическую обстановку в крупных городах /Материалы международной научно-практической конференции Проблемы взаимодействия МВД и МЧС России в сфере обеспечения безопасности дорожного движения СПб: СПб университет ГПС МЧС России, 0,2 /0,1п.л.

32. Шарапов С.В., Букин Д.В., Галишев М.А., Прямой анализ содержания в воздухе вредных и опасных веществ и отбор проб для лабораторных исследований с использованием фотоионизационного газового детектора /Вестник СПб Института ГПС МЧС России. 2006. №4. С. 0,5/0,2 п.л..

33. Шарапов С.В., Бельшина Ю.Н., Телегин М.А., Количественная оценка содержания нефтяных углеводородов в почвенных отложениях методом молекулярной люминесценции. /Вестник СПб Института ГПС МЧС России. 2006. №4. 0,5/0,2 п.л.

34. Шарапов С.В., Пешков И.А., Галишев М.А., Кондратьев С.А. Технико-криминалистическое обеспечение расследования чрезвычайных ситуаций, возникающих при попадании в окружающую среду горючих жидкостей /Материалы международной научно-практической конференции Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф СПб: СПб университет ГПС МЧС России, 2006 г 0,2 /0,1 п.л..

35. Шарапов С.В., Галишев М.А., Пак О.А. Судебно-криминалистическая экспертиза горючих жидкостей при анализе дорожно-транспортных происшествий и пожаров автомобилей /Материалы 12-й Всероссийской научно-практической конференции - Иркутск, 2007. 0,3/0,1 п.л.

36. Шарапов С.В., Галишев М.А., Грошев Д.В. Использование модели системы атмосферный воздух - почвенный слой в экспертной диагностике нефтепродуктов при оценке угрозы возникновения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций / Проблемы управления рисками в техносфере № 2 2007. 0,4/0,2 п.л.

37. Шарапов С.В., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д. Экспертные исследования следов нефтепродуктов в окружающей среде при анализе чрезвычайных ситуаций / Проблемы управления рисками в техносфере № 3-4 2007. 0,4/0,1 п.л.

38. Шарапов С.В., Галишев М.А., Шатохин А.Ю. Методика экспертного исследования малых и следовых количеств легколетучих компонентов горючих жидкостей/ Международная научно-практическая конференция «Теория и практика судебной экспертизы в современных условиях» - МГЮА Москва 2007 0,2 /0,1п.л.

39. Шарапов С.В., Галишев М.А., Кондратьев С.А., Грошев Д.В., Пак О.А. Методическая схема экспертно-криминалистичского исследования горючих жидкостей, используемая при проведении различных классов судебных экспертиз/ Международная научно-практическая конференция «Теория и практика судебной экспертизы в современных условиях» - МГЮА Москва 2007 0,2 /0,1п.л.

40. Шарапов С.В., Галишев М.А., Кондратьев С.А. Использование системного подхода для криминалистического исследования нефтепродуктов при их обнаружении и диагностике в окружающей среде/ III Международная научно-практическая конференция «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам» - СПб У ГПС С-Пб 2007 0,2 /0,1 п.л..

41. Шарапов С.В., Грошев Д.В., Кондратьев С.А., Галишев М.А. Мониторинг параметров состояния воздушной среды при функционировании системы: атмосферный воздух - почвенный слой в опасных зонах нефтегазоперерабатывающих предприятий/ III Международная научно-практическая конференция «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам» - СПб У ГПС С-Пб 2007 0,2 /0,1 п.л.

42. Ловчиков В.А., Моторыгин Ю.Д., Кондратьев С.А., Шарапов С.В.Экспертный взгляд на систему показателей пожарной опасности/ Межрегиональная научно-практическая конференция «Перспективы развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров», научно-практическая конференция. СПб У ГПС 2007 0,2 /0,1п.л..

43. Расследование пожаров. Учебник: /Артамонов В.С., Белобратова В.П., Шарапов С.В. и др. - СПб.: СПБ университет ГПС МЧС России, 2007 - 34 /14 п..л..

44. Галишев М.А., Шарапов С.В. Установление технической причины пожара при расследовании дел о пожарах: Учебное пособие /Под общей редакцией В.С.Артамонова. -СПб.: Санкт-Петербургский университет Государтвенной Противопожарной Службы МЧС России, 2007. 5,9 /3,1 п.л..

45. Галишев М.А., Шарапов С.В. Процессуальные основы и технические методы экспертизы пожаров: Учебное пособие /Под общей редакцией В.С.Артамонова. -СПб.: Санкт-Петербургский университет Государственной Противопожарной Службы МЧС России, 2007. 7,2 /3,1 п.л.

46. Галишев М.А., Шарапов С.В. Основы методики установления очага пожара при расследовании дел о пожарах: Учебное пособие /Под общей редакцией В.С.Артамонова. -СПб.: Санкт-Петербургский университет Государственной Противопожарной Службы МЧС России, 2007. 7,3 /2,7 п.л..

47. Шарапов С.В., Грошев Д.В., Телегин М.А. Система методов оценки пожароопасного состояния почвенного покрова при воздействии на него нефтепродуктов /Безопасность жизнедеятельности, №8, 2008. 0,4/0,2 п.л.

48. Шарапов С.В., Телегин М.А., Галишев М.А., Кононов С.И. Определение пожароопасных характеристик почвенных отложений на объектах нефтегазового комплекса / Пожаровзрывобезопасность, 2008. № 2. 0,5 /0,2 п.л..

49. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Шарапов С.В., Иванов А.И., Гиззатулин А.Н. Оценка времени горения легкового автомобиля с помощью конечных цепей Маркова / Пожаровзрывобезопасность, 2008. № 2. 0,5 /0,2 п.л..

50. Шарапов С.В., Галишев М.А., Бельшина Ю.Н. Использование системного подхода при экспертной идентификации нефтяных загрязнений в объектах окружающей среды / Проблемы управления рисками в техносфере № 3-4 2008. 0,4/0.1 п.л.

51. Шарапов С.В., Моторыгин Ю.Д., Рубилов С.В. Экспериментальное изучение возможности возгорания систем почва-нефтепродукт при разливах нефти на объектах нефтегазового комплекса / Проблемы управления рисками в техносфере № 3-4 2008. 0,4/0.1 п.л.

52. Шарапов С.В. Многоцелевая система мониторинга нефтяного загрязнения в сопредельных природных средах: Монография/Под ред. В.С. Артамонова. СПб:. СПб Университет ГПС МЧС России, 2009. 9,5 п.л.

53. Шарапов С.В., Телегин М.А. Анализ экспертной информации получаемой прямыми и косвенными методами изучения нефтяного загрязнения почвенных отложений. / Вестник Ижевского Государственного технического университета. 2009. № 1 (41). 0,4/0.1 п.л..

54. Акимов А.Л., Шарапов С.В., Галишев М.А. Использование регрессионного анализа для идентификации нефтей и нефтяных загрязнений по спектрам люминесценции. / Право. Безопасность. Чрезвычайные ситуации: СПб университет ГПС МЧС России, 2009.- №3(4) 0,2 /0,1п.л.

55. Шарапов С.В., Акимов А.Л., Галишев М.А. Экспертная идентификация бензинов при мониторинге и расследовании причин чрезвычайных ситуаций. / Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. Минск, 2009. 0,3 /0,1п.л.

Размещено на Allbest.ru