Розробка інформаційної системи для прогнозування зіткнення птахів з вітроагрегатами

Автор(и)

  • Viacheslav Osadchyi Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312, Україна https://orcid.org/0000-0001-5659-4774
  • Valery Siokhin Науково-навчальний центр «Біорізноманіття» вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312, Україна https://orcid.org/0000-0001-7679-2014
  • Petro Gorlov Науково-навчальний центр «Біорізноманіття» вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312, Україна https://orcid.org/0000-0003-3475-6220
  • Volodymyr Yeremieiev Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312, Україна https://orcid.org/0000-0002-0131-0049
  • Kateryna Osadcha Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312, Україна https://orcid.org/0000-0003-0653-6423

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.174398

Ключові слова:

вітрова електростанція, інформаційна система прогнозування загибелі птахів, математична модель прогнозування

Анотація

Створена інформаційна система для обробки результатів спостереження птахів на території вітропарку. Інформаційна система забезпечує зберігання і обробку результатів моніторингу, проведення статистичного аналізу даних і отримання прогнозу можливості зіткнення птахів з лопатями вітрових електроустановок. Математична модель прогнозування дозволяє проводити розрахунки в разі неповної інформації про параметри вітроколеса. Як приклад розглянуто екологічну ситуацію на території вітропарку "Приморськ-1", який розташований на узбережжі Азовського моря. Опрацьовано інформацію по 5923 зареєстрованим птахам 45 видів. У небезпечній зоні зіткнення птахів з лопатями ротора на висотах між 48 м і 182 м виявлено 72 особини чотирьох видів: Larus ridibundus (43 птаха), Merops apiaster (15 птахів), Buteo buteo і Circus aeruginosus, відповідно, 5 і 9 птахів. Оцінювання ризиків зіткнень здійснено для одного року експлуатації вітрового парку з урахуванням поведінки птахів у різні сезони річного циклу (зимівля, міграції, гніздування). На підставі отриманих даних проведено аналіз можливості загибелі птахів за рахунок їх зіткнення з лопатями роторів. Розрахунки проводилися за допомогою моделі, яка побудована відповідно до рекомендацій Фонду «Шотландська природна спадщина». Ймовірність зіткнення птиці при знаходженні в просторі ротора слабо залежить від її геометричних розмірів і знаходиться в межах 11–14 %. Прогнозування загального числа зіткнень у розрахунку на одну турбіну за один рік перебуває на рівні 0,07–0,25 птаха. З цієї кількості майже половина відноситься до Larus ridibundus. Сумарна кількість зіткнень усіх птахів протягом одного року експлуатації вітропарку з 26 турбінами складе майже 1,7–6,5 особин. Отримані дані узгоджуються з результатами робіт європейських дослідників

Біографії авторів

Viacheslav Osadchyi, Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312

Доктор педагогічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра інформатики і кібернетики

Valery Siokhin, Науково-навчальний центр «Біорізноманіття» вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312

Кандидат біологічних наук, доцент, директор

Petro Gorlov, Науково-навчальний центр «Біорізноманіття» вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312

Кандидат біологічних наук, доцент

Volodymyr Yeremieiev, Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інформатики і кібернетики

Kateryna Osadcha, Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, Україна, 72312

Кандидат педагогічних наук, доцент

Кафедра інформатики і кібернетики

Посилання

  1. Smallwood, K., Thelander, C. (2005). Bird Mortality at the Altamont Pass Wind Resource Area. Golden, Colorado, USA: National Renewable Energy Laboratory. Available at: http://www.nrel.gov/docs/fy05osti/36973.pdf
  2. Fact Sheet on Altamont Pass Bird Kills (2005). San Francisco, CA, USA: Center for Biological Diversity. Available at: https://www.biologicaldiversity.org/campaigns/protecting_birds_of_prey_at_altamont_pass/pdfs/factsheet.pdf
  3. Loss, S. R., Will, T., Marra, P. P. (2013). Estimates of bird collision mortality at wind facilities in the contiguous United States. Biological Conservation, 168, 201–209. doi: https://doi.org/10.1016/j.biocon.2013.10.007
  4. Arnett, E. B., Baerwald, E. F. (2013). Impacts of Wind Energy Development on Bats: Implications for Conservation. Bat Evolution, Ecology, and Conservation, 435–456. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4614-7397-8_21
  5. Aschwanden, J., Stark, H., Peter, D., Steuri, T., Schmid, B., Liechti, F. (2018). Bird collisions at wind turbines in a mountainous area related to bird movement intensities measured by radar. Biological Conservation, 220, 228–236. doi: https://doi.org/10.1016/j.biocon.2018.01.005
  6. Powlesland, R. G. (2009). Impacts of wind farms on birds: a review. Science for Conservation 289. Wellington, New Zealand: Department of Conservation, 51. Available at: https://www.doc.govt.nz/Documents/science-and-technical/sfc289entire.pdf
  7. Wang, S., Wang, S., Smith, P. (2015). Ecological impacts of wind farms on birds: Questions, hypotheses, and research needs. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 44, 599–607. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.01.031
  8. Gorlov, P. I., Siokhin, V. D. (2012). Study of influence of wind-power stations on birds: analysis of international practices. Biolohichnyi Visnyk Melitopolskoho derzhavnoho pedahohichnoho universytetu imeni Bohdana Khmelnytskoho, 1, 37–47.
  9. Masden, E. A., Cook, A. S. C. P. (2016). Avian collision risk models for wind energy impact assessments. Environmental Impact Assessment Review, 56, 43–49. doi: https://doi.org/10.1016/j.eiar.2015.09.001
  10. Annenkov, O. B., Horlov, P. I., Siokhin, V. D., Salnikova-Budenko, I. B., Siokhin, Ye. V. (2014). Metodyka vykorystannia Veb dodatku «WebBirds» dlia monitorynhu sezonnykh ornitokompleksiv i kompiuternoho modeliuvannia otsinky vplyvu VES. Naukovo-metodychni osnovy okhorony ta otsinky vplyvu na navkolyshnie pryrodne seredovyshche pid chas proektuvannia, budivnytstva, ekspluatatsiyi vitrovykh ta soniachnykh elektrostantsiy, liniy elektromerezh. Melitopol: MDPU imeni B. Khmelnytskoho, 93–107.
  11. Siokhin, V. D., Horlov, P. I., Polishchuk, I. K., Podorozhnyi, S. M., Dolynna, O. M., Salnykova-Budenko, I. B. et. al. (2018). Naukovyi zvit ta ekspertnyi vysnovok z otsinky vplyvu budivnytstva ta ekspluatatsii ploshchadky Prymorskoi VES na ornitolohichni kompleksy za rekomendatsiyamy Shotlandskoho Fondu Pryrodnoi Spadshchyny. Melitopol: Naukovo-vyrobnyche pidpryiemstvo «Ekoresurs i monitorynh», 149.
  12. Siokhin, V. D., Horlov, P. I., Chernychko, Y. I, Volokh, A. M., Podorozhnyi, S. M., Dolynna, O. M. et. al. (2019). Naukovyi zvit z monitorynhu sezonnykh kompleksiv ptakhiv ta kazhaniv, yikh mihratsiinoi ta kormovoi aktyvnosti, otsinka roslynnosti ta roslynnykh uhrupovan na diliankakh ekspluatatsiyi ta budivnytstva VEU, vyznachennia na osnovi suchasnoho obladnannia ta novitnikh tekhnolohiyi otsinky vplyvu VES na ptakhiv u mezhakh ploshchadky Overianivskoi ta Novotroitskoi VES ta bufernykh zon u Novotroitskomu raioni Khersonskoi oblasti. Melitopol: Naukovo-vyrobnyche pidpryiemstvo «Ekoresurs i monitorynh», 320.
  13. May, R., Hoel, P. L., Langston, R., Dahl, E. L., Bevanger, K., Reitan, O. et. al. (2010). Collision risk in white-tailed eagles. Modelling collision risk using vantage point observations in Smøla wind-power plant. NINA Report 639, 25.
  14. Band, W. (2012). Using a collision risk model to assess bird collision risks for offshore wind farms, 62. Available at: https://www.bto.org/sites/default/files/u28/downloads/Projects/Final_Report_SOSS02_Band1ModelGuidance.pdf
  15. Jervis, L., McGovern, S., Sweeney, S., Buisson, R. (2017). Offshore Ornithology – Collision Risk Modelling Report, 4, Annex 4-2. London: Vattenfall Wind Power Ltd.
  16. Morinha, F., Travassos, P., Seixas, F., Martins, A., Bastos, R., Carvalho, D. et. al. (2014). Differential mortality of birds killed at wind farms in Northern Portugal. Bird Study, 61 (2), 255–259. doi: https://doi.org/10.1080/00063657.2014.883357
  17. Osadchyi, V., Yeremieiev, V., Osadcha, K. (2018). Software for analyzing the probability of collisions of birds with rotors of wind electrical installations. Ukrainian Journal of Educational Studies and Information Technology, 6 (4), 1–18. doi: https://doi.org/10.32919/uesit.2018.04.01
  18. Chylarecki, P., Kajzer, K., Polakowski, M., Wysocki, D., Tryjanowski, P., Wuczyński, A. (2011). Wytyczne dotyczące ocen oddziaływania elektrowni wiatrowych na ptaki. Warszawa: Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska. Available at: https://www.researchgate.net/profile/Michal_Polakowski/publication/260436975_Wytyczne_dotyczace_ocen_oddzialywania_elektrowni_wiatrowych_na_ptaki/links/00b495314e67e289ff000000/Wytyczne-dotyczace-ocen-oddzialywania-elektrowni-wiatrowych-na-ptaki.pdf
  19. Sebastián-González, E., Pérez-García, J. M., Carrete, M., Donázar, J. A., Sánchez-Zapata, J. A. (2018). Using network analysis to identify indicator species and reduce collision fatalities at wind farms. Biological Conservation, 224, 209–212. doi: https://doi.org/10.1016/j.biocon.2018.06.003
  20. Recommended bird survey methods to inform impact assessment of onshore wind farms (2014). Guidance. Scottish Natural Heritage. Available at: https://www.nature.scot/sites/default/files/2017-09/Guidance%20note%20-%20Recommended%20bird%20survey%20methods%20to%20inform%20impact%20assessment%20of%20onshore%20windfarms.pdf
  21. Fijn, R. C., Gyimesi, A. (2018). Behaviour related flight speeds of Sandwich Terns and their implications for wind farm collision rate modelling and impact assessment. Environmental Impact Assessment Review, 71, 12–16. doi: https://doi.org/10.1016/j.eiar.2018.03.007
  22. Alerstam, T., Rosén, M., Bäckman, J., Ericson, P. G. P., Hellgren, O. (2007). Flight Speeds among Bird Species: Allometric and Phylogenetic Effects. PLoS Biology, 5 (8), e197. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050197
  23. Kelsey, E. C., Felis, J. J., Czapanskiy, M., Pereksta, D. M., Adams, J. (2018). Collision and displacement vulnerability to offshore wind energy infrastructure among marine birds of the Pacific Outer Continental Shelf. Journal of Environmental Management, 227, 229–247. doi: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.08.051
  24. Kleyheeg-Hartman, J. C., Krijgsveld, K. L., Collier, M. P., Poot, M. J. M., Boon, A. R., Troost, T. A., Dirksen, S. (2018). Predicting bird collisions with wind turbines: Comparison of the new empirical Flux Collision Model with the SOSS Band model. Ecological Modelling, 387, 144–153. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2018.06.025
  25. Winkelman, J. E. (1992). De invloed van de Sep-proefwindcentrale te Oosterbierum (Fr.) op vogels, 1: aanvaringsslachtoffers. RIN-rapport 92/2. DLO-Instituut voor Bos– en Natuuronderzoek, Arnhem, Netherlands, 71.
  26. Krijgsveld, K. L., Akershoek, K., Schenk, F., Dijk, F., Dirksen, S. (2009). Collision Risk of Birds with Modern Large Wind Turbines. Ardea, 97 (3), 357–366. doi: https://doi.org/10.5253/078.097.0311
  27. Furness, R. W. (2015). A review of red-throated diver and great skua avoidance rates at onshore wind farms in Scotland. Scottish Natural Heritage Commissioned Report, No. 885.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-07-30

Як цитувати

Osadchyi, V., Siokhin, V., Gorlov, P., Yeremieiev, V., & Osadcha, K. (2019). Розробка інформаційної системи для прогнозування зіткнення птахів з вітроагрегатами. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(2 (100), 29–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.174398

Номер

Том 4 № 2 (100) (2019): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Інформаційні технології

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Viacheslav Osadchyi, Valery Siokhin, Petro Gorlov, Volodymyr Yeremieiev, Kateryna Osadcha

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.