I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1 ,   p p .   1590 ~ 160 0   I SS N:  2 5 02 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 2 2 .i 3 . p p 1 5 9 0 - 160 0       1590       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Info r m a t io n sy ste m   for  m o nitoring   o f  urba n air po llu tion by   hea v y   m etals       Z h a na r  O ra lbe k o v a 1 ,   Z a rın a   K ha s s eno v a 2 ,   B a k hy t   M y n ba y ev a 3 ,    M a k pa l  Z ha rt y ba y ev a 4 ,   K a z iza t   I s k a k o v 5   1, 4, 5 L.   N.  G u m il y o v   Eu ra sia n   Na ti o n a l  Un iv e rsit y ,   Nu r - S u lt a n ,   Ka z a k h sta n   2 S e rik b a y e v   K a z a k h sta n   S tate   T e c h n ica l  Un iv e rsity ,   Us t - Ka m e n o g o rsk ,   Ka z a k h sta n   3 A b a i  Ka z a k h   Na ti o n a l  P e d a g o g ica l  Un iv e rsit y ,   A l m a t y ,   Ka z a k h st a n   5 Na ti o n a l  Re se a rc h   Nu c lea r  Un iv e rsit y ,   M o sc o w   En g in e e rin g   P h y sic s In stit u te  ( M E P h I ),   M o sc o w ,   Ru ss ia       Art icle  I nfo     AB ST R AC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   2 3 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   Ma y   2 8 ,   2 0 2 1   A cc ep ted   J u n   1 3 ,   2 0 2 1       T h e   a u t h o r s   o f   t h e   a r t i c l e   f o rm u la t e d   t h e   i n f o rm a t i o n   m o n i t o r i n g   sy s tem   o f   A lm a ty   c i ty   (T h e   Re p u b l i c   o f   K a z a k h s t a n ) .   O n e   o f   t h e   u r g e n t   p r o b l e m s   o f   t h e   m o d e r n   w o r l d   i s   t h e   e c o l o g i c a l   sa f e ty   o f   t h e   u r b a n   e n v i r o n m e n t .   T h e   w e l l - k n o w n   u n f a v o r a b l e   n a t u ra l   a n d   a n t h r o p o g e n i c   f a c t o r s   o f   t h e   A lm a ty   c i ty   i n c l u d e   t h e   f o l l o w i n g :   g e o g r a p h i c a l   a n d   c l im a t i c   f e a t u r e s   o f   t h e   a re a ,   t h e   l a c k   o f   t e c h n o l o g i e s   f o r   m o n i t o r i n g   a tm o s p h e r i c   a i r   a n d   t r a f f i c   jam s .   A l l   o f   t h e   a b o v e   f a c t o r s   i n c re a s e   t h e   e m i ss i o n s   o f   p o l l u t a n t s   i n t o   t h e   a t m o s p h e r e ,   i n   p a r t i c u l a r ,   t o x ic   h e a v y   m e t a ls .   A   p r o m is i n g   d i r e c t i o n   f o r   s o l v i n g   t h i s p r o b l e m   is   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   r e a l - t im e   m o n i t o r i n g   u s i n g   a   m a t h e m a t ic a l   m o d e l   o f   d a t a   a s s im i l a t i o n   a n d   t h e   c r e a t i o n   o f   so f tw a r e   t h a t   a l l o w s   y o u   t o   a s s e s s   t h e   s t a t e   o f   t h e   sy s tem   i n   re a l   t im e .   I n   t h i s   r e g a r d ,   t h i s   a r t i c le   d e sc r i b e s   t h e   d e v e l o p e d   i n f o rm a t i o n   sy s tem   f o r   t h e   a lg o r it h m   o f   d a t a   a s s im i l a t i o n   t h a t   o p t im i z e s   t h e   p r o c e s s   o f   m o n i t o r i n g   a tm o s p h e r i c   a i r   p o l l u t i o n   w i t h   h e a v y   m e ta l s .   K ey w o r d s :   A ir   p o llu t io n   D ata  ass i m ilat io n   H ea v y   m etal s   I n f o r m a tio n   s y s te m s   Mo n ito r in g   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma k p al  Z h ar t y b a y e v a   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter an d   So f t w ar e  E n g i n ee r in g   L.   N.   Gu m il y o v   E u r asia n   Nati o n al  Un i v er s it y   P u s h k i n   S t.  1 1 ,   Nu r - S u lta n   0 1 0 0 0 8 ,   Kaz ak h s ta n   E m ail:  m a k k e n s k ii @ m ail. r u       1.   I NT RO D UCT I O N     T h e  ac tu al  p r o b le m   o f   u r b an   e n v ir o n m e n t   s a f et y   n ee d s   to   b e  s o lv ed   in   th e   m o d e r n   cit y   o f   Kaz ak h s ta n   A l m at y .   T o   th e  u n f a v o r ab le  n atu r al  a n d   an t h r o p o g en ic  f ac to r s   o f   t h e  cit y   ( g eo g r ap h ical  a n d   cli m atic  f ea t u r es,  t h e  lac k   o f   m o d er n   tech n o lo g ie s   f o r   m o n i to r in g   at m o s p h er ic  air ,   an d   th e  p r esen ce   o f   a  lar g e   n u m b er   o f   ca r s ) ,   a n   i n cr ea s e   in   e m i s s io n s   o f   p o llu ta n ts   ( E P )   in to   th e  at m o s p h er e,   i n c lu d in g   to x ic  h ea v y   m etal s   ( H M) ,   w a s   ad d ed .   A   s p ec if ic  d ir ec tio n   o f   s o lv i n g   th is   u r g e n t  p r o b lem   is   th e  d ev elo p m e n t  o f   th e   ex is t in g   s y s te m   o f   m o n ito r i n g   o f   at m o s p h er ic  air   in   th e  cit y   o f   A l m at y .   A   s i m p le  d eter m i n atio n   o f   th e  co n te n t   o f   all  p o llu tan ts   in   t h e  air   as  o b j ec ts   o f   r esear ch   is   n o t  in f o r m ati v e  f o r   f o r ec asts .   T h er ef o r e,   th e  cr ea tio n   o f   a   n e w   i n f o r m atio n   s y s te m   f o r   m o n ito r i n g   a t m o s p h er ic  air   wi ll  allo w   y o u   to   q u ic k l y   an d   e f f ec tiv e l y   r esp o n d   to   air   p o llu tio n .   T h e  p r er eq u is ite s   f o r   t h e  d ev elo p m e n t  o f   a  n e w   e f f ec ti v e  i n f o r m atio n   m o n it o r in g   s y s te m   ar e  th e   p r eli m in ar y   e x p er i m e n tal  d ata   o f   s cie n ti f ic  s tu d ie s   o n   t h e  p o llu tio n   o f   t h e  e n v ir o n m en t   w it h   h e a v y   m etals   [ 1 ] .   Ho w e v er ,   th e s e  s t u d ies  w er e  m ai n l y   co n ce r n ed   w it h   d eter m i n in g   t h e  d eg r ee   o f   a t m o s p h er ic  air   p o llu tio n   in   A l m at y   w it h   HM .   I n   [ 2 ] - [ 4 ] ,   m at h e m a tical  m o d els  w er e  u s ed   to   s o lv e  th e  p r o b lem s   o f   f o r ec asti n g   a n d   e s ti m ati n g   an th r o p o g e n ic  p o llu tio n   i n   i n d u s tr ial  r eg io n s   o f   th e  R u s s i an   Fed er atio n   ( R F) .   An al y s i s   o f   o th er   r esear ch   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n fo r ma tio n   s y s tem  fo r   mo n ito r in g   o f u r b a n   a ir   p o llu tio n   b y  h ea vy   meta ls   ( Zh a n a r   Ora lb ek o va )   1591   p ap er s   o n   m at h e m atica l  m o d elin g   [ 5 ] - [ 1 3 ]   s h o w ed   th a t  t h e y   m ai n l y   co n ce r n ed   s y s te m   a n a l y s i s   a n d   s tati s tica l   m o d el s   o f   li m it in g   f ac to r s   in   ec o lo g y ,   an d   w er e  o u td ated .   T h e  n e w er   w o r k s   o f   R u s s ia n   s cien t is t s   r elate d   to   m at h e m a tical  m o d elin g   o n   en v ir o n m en tal  p r o b le m s ,   i n tr o d u ctio n   to   m a th e m atica l  ec o lo g y ,   a n d   o t h er s   w er e   o f   n o   p r ac tical  v al u e,   s in ce   t h e y   ar e  g en er aliz in g   te x tb o o k s   a n d   m o n o g r ap h s   w it h o u t  p r o p er   ex p er im en ta l   m ater ial   [ 4 ].   A p p lied   r esear ch   o f   R u s s ia n   s c ien t is t s   w as  as s o ciate d   w it h   t h e  u s e  o f   m et h o d s   o f   co r r elatio n   an d   r eg r ess io n   an al y s is   i n   ag r o m eteo r o lo g y .   Fo r   o u r   r esear ch ,   th e  d ev elo p ed   co m p u ter   s y s t e m   " E co ter r a "   w as   m o r e  s u itab le  f o r   d ev elo p in g   s o lu tio n s   ta k i n g   in to   ac co u n t  en v ir o n m e n tal  f ac to r s   [ 9 ] ,   b u t  it  d id   n o t  h av e  m eteo r o lo g ical  f ac to r s   f o r   th e   d if f u s io n   o f   EP .   T h e  p r er eq u is ites   f o r   o u r   r esear ch   to   a   less er   ex ten t  w er e  th e  w o r k   in   t h e  f ield   o f   co m p u te r   u s e   [ 10 ] ,   [ 11 ]   an d   o ld   m et h o d s   o f   d ata  a n al y s is   a n d   p r o ce s s in g   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] ,   u n f o r tu n atel y ,   n o t i n   th e  f ield   o f   u r b an   ec o lo g y .   As  a  m at h e m atica l  s u p p o r t  f o r   th e  in f o r m atio n   s y s te m ,   w e  u s ed   s o l u tio n s   to   d ata  ass i m ilatio n   p r o b lem s : a l g o r ith m s   f o r   n u m er ical  m o d elin g   o f   p o llu ta n t p r o p ag atio n ,   w h ic h   as s es s   th e  s t ate  o f   th e  s y s te m   i n   r ea l  ti m e   s et - d ata  as s i m ilatio n   p r o b lem s   [ 4 ] ,   [ 5 ] ,   [ 1 4 ] ,   [ 15] .   W e  n ee d ed   to   ad d   th e  tas k   to   p r ed ict  th e  v al u e  o f   th e  m o d el  s ta te  f u n c tio n   i n   ac co r d an ce   w it h   th e  o b tain ed   o b s er v atio n   d ata,   t h at  is ,   to   esti m ate  t h e  " r ea l "   s tate  o f   th e  s y s te m   u s in g   a  m at h e m atica l  m o d el,   a  p r io r i in f o r m at io n   an d   m ea s u r e m e n t d ata.   I n   o th er   s cie n ti f ic  s t u d ies,  we  h av e  f o u n d   th at  t h er e  ar e  2   m a in   ap p r o ac h es  to   d ata  ass i m ilatio n :   v ar iatio n al  a n d   d y n a m ic - s to c h asti c,   b ased   o n   th e  Kal m an   f ilter   al g o r ith m .   T h e  an a l y s i s   o f   w o r k s   o n   t h e   v ar iatio n al  p r in cip le   [ 1 6 ] ,   [ 17] ,   th e  ap p licatio n   o f   th e  Kalm an   al g o r ith m   i n   th e  p r o b lem s   o f   ass i m i latio n   o f   m eteo r o lo g ical  a n d   o ce an ic  o b s er v atio n s   is   g i v en   in   [ 18 ] - [ 22 ]   s h o w ed   t h at  th e  u s e  o f   th e   ap p ar atu s   o f   co n j u g ate  eq u atio n s   i n   ap p licatio n   to   v ar io u s   f ield s   w a s   e f f ec tiv e  i n   th e  p r o b le m s   o f   v ar i atio n al  ass i m ilatio n   o f   d ata.   Gr ea t  c o n tr ib u tio n s   w er e  m ad e  in   o w n   r esear ch   [ 2 3 ] - [ 2 6 ] .   T h er ef o r e,   in   o u r   o w n   r esear ch   o f   th e   v ar iatio n al  t y p e  o f   d ata  as s i m ilatio n   w it h   t h e  u s e  o f   th e  ap p ar atu s   w it h   co n j u g ates,  t h e  t o p ic  o f   v ar iatio n al   d ata  ass i m ilatio n   i s   q u ite  ac ti v el y   d ev elo p ed .   I n   th e  R ep u b lic  o f   Kaz a k h s ta n ,   r esear ch   in   th is   d ir ec tio n   is   ac tiv el y   co n d u cted   in   th e  i n d u s tr ial  cit y   o f   Ust - Ka m e n o g o r s k   b y   s cie n tis ts   o f   D.   Ser ik b a y ev   E a s t  K az ak h s ta n   T ec h n i ca l  u n i v er s i t y   [2 7 ] - [ 30 ] .   I n   th e  C o m m o n w ea lth   o f   I n d ep en d en t  States   ac co r d in g   to   th e   d ir ec tio n   in v o lv ed :  I n s tit u t e  o f   co m p u tatio n al   m at h e m a tics   a n d   m at h e m atic al  Geo p h y s ics  S ib er ia n   B r an ch   o f   R u s s ia n   A ca d e m y   o f   S cien ce s   ( SB   R A S)   ( No v o s ib ir s k ,   RF ) ,   I n s tit u te   o f   n u m er ical  m at h e m atics  o f   R u s s ia n   A ca d e m y   o f   S cie n ce s   ( Mo s co w ,   RF ) ,   I n s tit u te  o f   co m p u tat io n al  tec h n o lo g ies  SB   R A S,  M.   V.   L o m o n o s o v   Mo s co w   State  U n i v er s it y   ( RF ).   T h e  p u r p o s e  o f   th ese  s t u d ies   is :  to   f o r m u late  an   i n f o r m at io n   s y s te m   o f   ec o lo g ical  m o n ito r in g   o f   at m o s p h er ic  co n ta m in a n t s ,   wh ich   ca n   b e  u s ed   to   ass e s s   t h e  co n d itio n   o f   t h e  air   i n   t h e  at m o s p h er ic  s u r f ac e  la y er   o f   t h e  A l m at y   cit y ,   as   well  as  m ak e  m at h e m atica ll y   r e aso n ab le  lo ca l  p r ed ictio n   o f   ai r   p o llu tio n   s u b j ec t  to   HM .   Ob j ec tiv es  o f   t h e  s tu d y :   i)   T o   cr ea te  a  s cie n ti f ic  b as is   f o r   m o d elin g   m e s o m eteo r o l o g ical  at m o s p h er ic   p r o ce s s es  f o r   th e  cit y   o n   th e  b asis   o f   en v ir o n m e n tal  m o n ito r in g   o f   at m o s p h er ic  p o llu tio n   to   cr ea te  a  in f o r m atio n   s y s te m ;   ii)  T o  cr ea te  th e   s u b s y s te m   o f   s o f t w ar e   th at   u s es  m at h e m atica l   to o ls   to   b u ild   a  p o llu tio n   m o d el  an d   to   ass ess   th e  s ta te  o f   th e  s y s te m   i n   r ea l  tim e ;   iii)  T o  d ev elo p   an   in f o r m a tio n   s y s te m   a n d   d atab ase  th at  o p ti m ize s   th e  p r o ce s s   o f   m o n i to r in g   at m o s p h er ic  air   p o llu tio n   o f   HM ;   an d   iv )   T o  p r e d ict  th e   co n ce n tr atio n   o f   HM .       2.   T H E   P R O P O S E D   A L G O R I T H M   Ou r   p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r   d ev elo p in g   a  n e w   i n f o r m atio n   s y s te m   f o r   o p ti m izin g   m o n ito r in g   o f   air   p o llu tio n   w it h   HM   o n   th e  e x a m p le  o f   A l m at y   cit y   is   as  f o ll o w s :   i)   A r ea s   h a v e  b ee n   s elec ted   f o r   s a m p lin g   air   ( in   th i s   ca s e,   f o r   A l m at y   ci t y ) ;   ii)  Dete r m i n ed   th e  co n ten t  o f   HM   in   th e m   is   b y   a  w e ll - k n o w n   m et h o d   u s i n g   a  s p ec ial  d ev ice  “ S h i m ad zu ”  a n d   th e  d eg r ee   o f   air   p o llu tio n ;  ii i)   C r ea ted   a  d ata b ase  o n   air   p o llu tio n   b y   HM   an d   m eteo r o lo g ical  d ata  o f   t h e  ci t y   is   b ein g ;  i v )   A n   ap p licatio n   is   cr ea ted   t h at  f o r m u lates   n etC DF  ( n et w o r k   co m m o n   d ata  f o r m )   f iles .   T h e  n et C DF  f i les  cr ea ted   at  t h is   s ta g e  ar e  u s ed   as  in p u t  p ar am eter s   f o r   th e   m at h e m a tical  s u p p o r t  o f   t h e  d ev elo p ed   in f o r m atio n   s y s te m   f o r   en v ir o n m e n tal  m o n i to r in g   o f   a t m o s p h er ic   p o llu tio n ;  a n d   v )  T h e  m ath e m atica l  s u p p o r t  o f   th e  i n f o r m atio n   s y s te m   f o r   en v ir o n m en tal  m o n ito r i n g   o f   at m o s p h er ic  p o llu tio n   is   u s ed ,   tak in g   in to   ac co u n t  t h e  w a y s   o f   in ter f ac i n g   th e  d ev elo p ed   m o d el s   an d   m et h o d s   o f   at m o s p h er ic  ch e m i s tr y   w it h   r ea l  m eteo r o lo g ical  d ata  o f   th e  c r ea ted   d atab ase  o n   HM .   I t  s h o u ld   b e  n o ted   th at  th e  cr ea ted   s o f t w ar e  to o ls   in   th e  d ev elo p m e n t  o f   an   i n f o r m atio n   s y s te m   f o r   en v ir o n m e n tal  m o n ito r i n g   an d   an al y s is   o f   t h e  r esu lt s   o f   m o n ito r i n g   c h an g es  i n   th e  ch e m ical  co m p o s itio n   o f   th e  at m o s p h er e  allo w   y o u   to   m an a g e  ca lc u latio n s   o n   a  s er v er   p latf o r m .       3.   RE S E ARCH   M E T H O DS   I n   t h e   c o u r s e   o f   i m p l e m e n t i n g   t h e   m a i n   g o a l   o f   t h e   a r t i c l e ,   a n   i n f o r m a t i o n   s y s t e m   a n d   d a t a b a s e  we r e   f o r m e d   t o   o p t i m i z e   m o n i t o r i n g   o f   a t m o s p h e r i c   a i r   p o l l u t i o n   o n   t h e   s er v e r   o f   t h e   N a t i o n a l   S c i e n t i f i c  L a b o r a to r y   f o r   C o l l e c t i v e   U s e   o f   I n f o r m a t i o n   a n d   S p a c e   T ec h n o l o g i e s   i n   Al m a t y   c i t y   ( T h e   R e p u b l i c   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 5 9 0   -   1 6 0 0   1592   K a z a k h s t a n ) .   F i g u r e   1   s h o ws   a   d i a g r a m   o f   t h e   m a i n   b l o c k s   o f   t h e   d e v e l o p e d   s y s t e m .   T h e   d e v e l o p e d   i n f o r m a t i o n   s y s t e m   p r o v i d e s :   i )   C o l l e c t io n ,   p r o c e s s i n g   o f   i n i t i a l   d a t a   o n   e n v i r o n m e n t a l   p o l l u t i o n   b y   h e a v y   m e t a l s   ( c o n c e n t r a t io n   o f   i m p u r i t i e s )   i n   t h e   i n d u s t r i a l   c i ty   o f   Al m a t y ;   i i )   C o l l e c t i o n   a n d   p r o ce s s i n g   o f   m e t e o r o l o g i c a l   p a r a m e t e r s   ( w i n d   s p e e d ,   w i n d   d i r e c t io n ,   t e m p e r a t u r e ,   a n d   a t m o s p h e r i c   p r e s s u r e ) ;     iii)   F o r m a t i o n   o f   n e t C D F   f i l e s ;   i v )   M a t h e m a t i c a l   s u p p o r t   o f   t h e   i n f o r m a t i o n   s y s t e m   f o r   e n v i r o n m e n t a l   m o n i t o r i n g   o f   a t m o s p h e r i c   a ir   w i t h   h e a v y   m e t a l s :   v a r i a t i o n a l   a l g o r i t h m s   f o r   s e q u e n t i a l   a s s i m i l a t i o n   o f   d a ta  i n   r e a l  t i m e ;   v )   D e t e r m i n a t i o n   o f   t h e  d e g r e e  o f   a t m o s p h e r i c   a i r   p o l l u t i o n ,   a s s e s s m e n t   o f   t h e   a i r   c o n d i t io n   o f   t h e   s u r f a c e   l a y e r   o f   t h e   c i t y ' s   a t m o s p h e r e ;   v i )   V i s u a l i z a t i o n   o f   t h e   r e s u l t s   o b t a i n e d ;   a n d   v i i i )   O u t p u t   o f   d a ta  i n   t h e   f o r m   o f   r e p o r t s   o n   t h e   d e g r e e   o f   a i r   p o l l u t i o n   o f   t h e   c i t y   b a s e d   o n   t h e   r e s u l t s   o b t a in e d .   T o   c o l l ec t   a n d   p r o c e s s   t h e   i n i t i a l   d a t a  o n   e n v i r o n m e n t a l   p o l l u t i o n   o f   H M ,   a s   w e l l   a s   m e t e o r o l o g i c a l   p a r a m e t e r s ,   th e   f o l l o w i n g   t a s k s   w e r e   i m p l e m e n t e d :   s e l e c t e d   s i t e s   f o r   a i r   s a m p l i n g   a n d   d e t e r m i n e d   t h e   co n t e n t   o f   H M   i n   t h e  s a m p l e s   o f   Al m a t y   c i t y ;   c r e a t e d   a  s t r u c t u r e  a n d   r e p l e n i s h m e n t   o f   t h e   d a t a b a s e   o n   a i r   p o l l u t i o n   o f   Al m a t y   c i t y   H M ;   i n c l u d e d   i n   t h e   d a t a b a s e   r e s u l t s   o n   a i r   p o l l u t i o n   o f   Al m a t y   c i t y ,   wh i c h   a r e   p r e s e n t ed   i n   t h e   w o r k s   [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ] .   F o r   t h e   p u r p o s e   o f   c o l le c t i n g   a n d   p r o c e s s i n g   d a t a   to   o p t i m i z e   m o n i t o r i n g   o f   a i r   p o l l u t i o n ,   t h e   e co . m d f   d a t a b as e   w a s   c r e a t e d ,   w h i c h   i s   i n c l u d e d   i n   t h e   s t a te   r e g i s t e r   o f   r i g h t s   t o   o b j ec t s   p r o te c t e d   b y   c o p y r i g h t   o f   t h e   R e p u b l i c  o f   K az a k h s t a n   [ 3 3 ] .   T h e  r e la t i o n a l  m o d e l   o f   t h e   c r e a t ed   d at a b a s e   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   T h e   d e v e l o p ed   e n v i r o n m e n t a l   m o n i t o r i n g   i n f o r m a t i o n   s y s t e m   i s   a v a i l a b l e   a t   h t t p : / / 5 . 6 3 . 1 1 9 . 4 9 :8 0 8 0   ( F i g u r e   3 ) .           Fig u r e  1 .   Diag r a m   o f   th e  m ai n   b lo ck s   o f   th e  d ev e lo p ed   s y s te m           Fig u r e  2 .   R elatio n al  m o d el  o f   th e  cr ea ted   d atab ase   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n fo r ma tio n   s y s tem  fo r   mo n ito r in g   o f u r b a n   a ir   p o llu tio n   b y  h ea vy   meta ls   ( Zh a n a r   Ora lb ek o va )   1593       Fig u r e  3 .   E co lo g ic al  m o n ito r i n g   s y s te m ,   d ata  o n   h ea v y   m eta ls   in   at m o s p h er ic  air   f o r   2 0 1 9       I n   t h i s   s y s t e m   o f   e c o l o g i c a l   m o n i t o r i n g   f o r   h e a v y   m e t a l s ,   d a t a   p r o c e s s i n g   i s   c a r r i e d   o u t ,   a c c o r d i n g l y ,   a t   t h e   s t a g e   o f   m a t h e m a t i c a l   m o d e l i n g .   S i n c e   m o d e l i n g   i s   a   p o w e r f u l   t o o l   f o r   s t u d y i n g   t h e   p r o c e s s e s   o f   a t m o s p h e r i c   a i r   p o l l u t i o n .   T h e r e f o r e ,   m ath e m atica l  s u p p o r t o f   t h e  i n f o r m at io n   s y s te m   f o r   en v ir o n m e n tal   m o n ito r in g   o f   at m o s p h er ic   p o llu tio n   is   b ase d   o n   th e   m o d el  o f   tr an s p o r t  o f   i m p u r itie s   i n   t h e   at m o s p h er e  [ 34 ] :      ( ⃗ , )  + d iv ( ( ⃗ , ) ⃗ ⃗ ( ⃗ , ) − ( ⃗ , ) g r ad ( ⃗ , ) ) = ( ⃗ , ) + ( ⃗ , ) ,   ( ⃗ , ) ∈ × ( 0 , ) ,   ( 1 )     ( ⃗ , )  ( ⃗ , ) ⃗ ⃗ = 0 ,   ( ⃗ , ) ∈  ,   ( ⃗ , ) = ( ⃗ , ) ,   ( ⃗ , ) ∈  ,   ( 2 )     ( ⃗ , ) = 0 ( ⃗ ) ,   ⃗ ∈ ,   = 0   ( 3 )     H e r e ,  –   i m p u r it y   co n ce n tr ati o n   [ k g / m 3 ] ,   ⃗ ⃗ ( , , ) –   w i n d   v elo cit y   v ec to r   [ m / s ] ,     – d if f u s io n   co ef f icie n t  [ m 2 /s ] , –   b ac k g r o u n d   co n ce n tr atio n   v al u es  [ k g / m 3 ] ,   0 –   in itial  co n ce n tr atio n   d is tr ib u tio n s   [ k g / m 3 ] .   T h e  f u n ctio n     ch ar ac ter izes  t h e  p o w er   o f   t h e  i m p u r it y   s o u r ce .   T h e  v ar iab le r   co r r esp o n d s   to   t h e   u n ce r tai n t y   f u n ct io n   ad d ed   to   th e  m o d el  f o r   ass i m ila tin g   t h e  d ata.   = ( 0 , ) × ( 0 , ) × ( 0 , ) ,   , , > 0 is   t h e  ar ea   i n   s p ac e, –   p ar t  o f   th e  b o r d er   o f    × ( 0 , )   s ec to r ,   w h er e  th e  w in d   v elo cit y   v ec to r   d ir ec ted   o u t w ar d   f r o m   th e   s ec to r ,    –   a  p ar t  o f   th e  b o u n d ar y   w h er e  t h e  v ec to r   s p ee d   o f   t h e  w i n d   d ir ec ted   in to   th e   s ec to r .   T h e  o b tain ed   ex p er im en ts   a n d   r esu l ts   u s i n g   th e  m o d el  o f   th e  tr an s p o r t  i m p u r i tie s   in   th e  at m o s p h er e  ( 1 ) - ( 3 )   ar e  r ef lecte d   in   [ 34 ].   As p ar t o f   f u r th er   r esear c h ,   t h e  AR I M A   m o d el,   w h ich   is   p o p u lar   an d   w id el y   u s ed   f o r   f o r ec asti n g   ti m e  s er ies,  w a s   ap p lied   to   d eter m i n e  t h e  lev el  o f   co n ce n tr atio n   o f   h ea v y   m etal s   in   t h e   at m o s p h er ic  air .       4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   Fo r   th e  f o r m a tio n   o f   n et C DF  f o r m at  f iles ,   th e  f o llo w in g   tas k s   w er e  i m p le m en ted :  w as  d ev elo p ed   th e  ap p licatio n   f o r m at  f o r   th e  co n tain er   o f   th e  b asic  e le m en ts   o f   th e  in f o r m at io n   m o d elin g   s y s te m ;   t h e   o r g an izatio n   o f   th e  d atab ase  a n d   ac c ess   to   it  f r o m   p r o b le m - o r ien ted   ap p licatio n s ,   w h ic h   a r e  p r esen ted   in   th e   w o r k   [ 3 4 ] .   T h e  r esu ltin g   n e t C DF  f iles   ar e  u s ed   as  s o u r ce   d ata  f o r   th e  i m p le m en tatio n   o f   t h e  i m p u r it y   tr an s p o r t  m o d el  in   th e  at m o s p h er e.   T h er e  ar e  tw o   w a y s   to   r ep len is h   th e  cr ea ted   d at ab ase:  m an u all y   a n d   b y   i m p o r tin g   it f r o m   ex ter n al  s o u r ce s ,   s u c h   as M S E x ce l.   Fo r   th e  m at h e m a tical  s o f t w ar e  o f   th e  in f o r m atio n   s y s te m   w er e  i m p le m e n ted   th e  f o llo w in g   ta s k s :   ca r r ied   o u t  th e  i m p le m en tatio n   an d   r e s ea r ch   o f   alg o r it h m s   o f   d ata  ass i m ilatio n   f o r   m o n it o r in g   t h e  c h e m ical   co m p o s i tio n   o f   t h e  at m o s p h er e  o f   A l m at y   cit y ;  s t u d ied   v ar i atio n al  alg o r it h m s   f o r   s eq u en t ial  d ata  ass i m ilatio n   in   r ea l - ti m e;  d ev elo p ed   w a y s   o f   in ter f ac e  o f   t h e  d ev elo p ed   m o d el s   an d   m et h o d s   at m o s p h er ic  ch e m is tr y   w it h   r ea l  m eteo r o lo g ical   d ata  cr ea ted   a  d atab ase  o n   HM   [ 3 4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 5 9 0   -   1 6 0 0   1594   T o   v is u al ize  th e  o b tain ed   r es u lts ,   w er e  i m p le m e n ted   th e  f o llo w i n g   ta s k s :  s o f t w ar e  to o ls   f o r   a  n e w   in f o r m atio n   s y s te m   f o r   en v ir o n m e n tal  m o n ito r in g   an d   a n a l y s i s   o f   th e  r e s u l ts   o f   m o n ito r in g   c h a n g e s   i n   t h e  ch e m ical  co m p o s i tio n   o f   t h e  at m o s p h er e  w er e  d ev elo p ed ;  a  h u m an - m ac h in e  i n ter f ac e  f o r   s o f t w ar e  to o ls   f o r   v is u alizi n g   th e  r es u lts   o f   m o n i to r in g   w as  d ev elo p ed   [ 34 ] .   T o   o u tp u t  d ata  in   th e  f o r m   o f   r ep o r ts   o n   th e  d eg r ee   o f   at m o s p h er ic  air   p o llu tio n   i n   th e  cit y ,   b ased   o n   th e   r es u lts   o b tain ed ,   th e  f o llo w in g   ta s k s   w er e  i m p le m en ted :   an al y s is   o f   s elec ted   air   s a m p les,  d eter m i n atio n   o f   th e  d e g r ee   o f   at m o s p h er ic  air   p o llu ti o n   in   A l m at y   cit y ;  d ev elo p m en t   o f   s o f t w ar e  to o l s   f o r   a  n e w   i n f o r m atio n   s y s te m   f o r   en v ir o n m en ta l  m o n ito r i n g   a n d   a n al y s is   o f   th e  r esu lts   o f   m o n i to r in g   ch a n g e s   in   t h e  ch e m ical  co m p o s i tio n   o f   th e  at m o s p h er e;  h u m a n - m ac h i n e  in ter f ac e   f o r   s o f t w ar e  to o ls ,   ass ess m e n t  o f   th e  ec o lo g ical  s tate  o f   th e  air   o f   th e  s u r f ac e  la y er   o f   t h e  at m o s p h er e  f o r   A l m at y   cit y .   T h e  ap p licatio n   o f   m a t h e m atica l  m et h o d s   f o r   p r o ce s s in g   e n v ir o n m en tal  in f o r m atio n   allo w ed   u s   to   o b tain   s cien ti f ic  f o u n d atio n s   f o r   m o d elin g   m eso m eteo r o lo g ical  at m o s p h er ic  p r o ce s s es .   Du r in g   th e  i m p le m e n tatio n   o f   t h e  w o r k ,   t h e  s y s te m   i n v er s e  m o d elin g   a n d   d ata  as s i m ilatio n   f r a m e w o rk   ( I MD A F)  w as  u s ed   [ 3 0 ] .   T h e   I MD A F  s y s te m   s o lv e s   a  h ier ar ch y   o f   in c r ea s in g l y   co m p le x   m at h e m a tical  m o d eli n g   p r o b l e m s :  d ir ec t  p r o b lem s ,   s e n s it i v it y   a s s e s s m e n t  p r o b lem s ,   in v er s e  p r o b lem s ,   an d   d ata  ass i m ilatio n   p r o b le m s .   T h r o u g h   t h e  u s e  o f   s p litt i n g   s c h e m e s   a n d   an   e n s e m b le  ap p r o ac h ,   th e   alg o r it h m s   th at  m a k e  u p   I MD AF  ar e  e f f ec tiv e l y   m ap p ed   to   p ar alle l  co m p u tin g   ar ch itect u r es.  T o   en ab le  ef f icien t   d ev elo p m en t,  I MD A F  i s   d ev elo p ed   in   an   o b j ec t - o r ien te d   p ar a d ig m .   Sp ec if ic  e x a m p les  o f   th e  s y s te m 's   o p er atio n   ar e  g iv e n   f o r   ad v e ctio n - d i f f u s io n - r ea ctio n   m o d e ls ,   w h ic h   ar e  u s ed   in   a  w id e   r an g e  o f   p r ac tical   ap p licatio n s ,   in cl u d in g   at m o s p h er ic  ch e m is tr y   an d   d ev e lo p m e n tal  b io lo g y .   D u r in g   th e  r esear ch ,   d ata  f o r ec asti n g   w a s   i m p le m e n ted   u s i n g   t h e  A R I M A   m o d el  in   th e  R   e n v ir o n m en t.   A b o u t   2 7 , 0 0 0   d ata  w er e   p r o ce s s ed ,   w h ic h   w er e  co llected   f r o m   o b s er v at io n   p o in ts   f r o m   2 0 0 6   to   2 0 2 0   ( 1 2 0 5   f ee s   f r o m   o n e  OP P ,   1 8 4 4   f ee s   f r o m   t h e  s ec o n d   OP P ) .     Fo r   f u r th er   d ata  f o r ec asti n g ,   w e   f ir s t  b u ild   a  g r ap h   ( d at e,   h ea v y   m eta l  co n ce n tr atio n ) .   Data   o n   at m o s p h er ic  co n ce n tr atio n s   o f   th e  f o llo w i n g   h ea v y   m etals  w er e  co llected   f r o m   o b s er v ati o n   p o in ts :  C d ,   P b ,   As,  C r ,   C u   ( Fi g u r e  4 ) .   T h e  an al y s i s   r ev ea led   t h at  h ea v y   m etal s   P b ,   C r ,   an d   C u   h a v e  th e  leas t  s i g n i f ican t   co n ce n tr atio n   in   t h e  air .   W e  p r esen ted   a  m e th o d   f o r   p r o ce s s in g   in f o r m at io n   ab o u t  t h e  d y n a m ics  o f   s tat io n ar y   ti m e  s er ies o n   t h e  e x a m p le   o f   an al y z in g   d ata  o n   h ea v y   m etal s   in   t h e  at m o s p h er ic  air   o f   A l m at y   cit y   ( Fi g u r e  5 )   u s i n g   an   a u to r eg r es s io n   m o d el  an d   an   i n te g r ated   m o v i n g   av er ag e.   Me t h o d s   f o r   test i n g   an d   v er if y i n g   t h e   ad eq u ac y   o f   t h e  m o d el  ar e  g i v en ,   an d   m et h o d s   f o r   p r ed ictin g   f u t u r e  v alu e s   o f   ti m e   s er ies  lev els  b a s ed   o n   t h e   m o d el  ar e  d escr ib ed .   Gr ap h s   1 ,   2   s h o w   th at  th e  s er i es  ar e  n o n - s tat io n ar y .   Su c h   a  g r ap h   is   t y p ical  f o r   a  r an d o m   w al k ,   i.e .   a   p r o ce s s   o f   ap p r o x im ate l y   t h e   f o r m   = − 1 + .   T h e  in teg r ated   m o v i n g   a v er ag e  a u to r eg r ess io n   m o d el   ( AR I M A   m o d el)   ca n   f air l y   w ell  d escr ib e  t h e  b eh av io r   o f   n o n - s tatio n ar y   ti m e  s er i es,  in cl u d in g   t h o s e   co n tain i n g   a  s ea s o n al  co m p o n en t.  AR I M A   m o d el s   ar e  lar g el y   s u itab le  f o r   p r ed ictin g   t h e  ti m e  s er ies  t h at   ch ar ac ter ize  o u r   d ata,   s i n ce   t h ese  s er ies   ar e  s to ch a s tic  d u e  t o   th e  s p ec i f ics   o f   t h e  in f l u en c i n g   f ac to r s   [ 33 ] .   Fo r   a  n o n - s ta tio n ar y   s er ies,  it  d o es  n o t  m a k e  s e n s e  to   ca lcu late   AC F  a n d   P AC F,  s i n ce   th e   c o r r elatio n   b et w ee n   r an d o m   v ar iab les s ep ar ated   b y   k   s tep s   ca n   v ar y   o v er   t i m e   ( Fi g u r e  6 ) .   Nex t,  w e  an a l y ze   th e   P b   d ata  an d   g r ap h   o f   th e  ap p r o x i m at io n   f u n ctio n   f o r   m ak in g   f o r ec asts   b ased   o n   s tatis t ical  d ata  ( Fig u r e  7 ) .           Fig u r e  4 .   Data   o n   at m o s p h er ic  co n ce n tr atio n s   f o r   h ea v y   m et als:   C d ,   P b ,   A s ,   C r ,   C u       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n fo r ma tio n   s y s tem  fo r   mo n ito r in g   o f u r b a n   a ir   p o llu tio n   b y  h ea vy   meta ls   ( Zh a n a r   Ora lb ek o va )   1595       Fig u r e  5 .   Gr ap h   o f   h ea v y   m eta l c o n ce n tr atio n s   ( P B - " f o r est g r ee n " ,   C R - " s teel  b lu e" ,   C U - " r e d ")         ( a)   ( b )     Fig u r e  6 .   Gr ap h ical  r ep r esen ta tio n   o f   P b   co n ce n tr atio n   ca lc u l atio n s :   ( a)   A C F a n d   ( b )   P A C F       .     Fig u r e  7 .  Gr ap h   o f   th e  ap p r o x im ati n g   f u n c tio n   ( P b )       T r en d   s h o w s   t h at  P b   d ec r ea s e s   y ea r   b y   y ea r   => ti m e  s er ies  o f   P b   is   n o n - s tatio n ar y .  T h e  av er ag e  v al u e  in   ea ch   m o n th   is   n o t  m u c h   d if f er en t  =  >  t h e  s ea s o n al  e f f ec t  is   w ea k .  Sch ed u le  f o r   z it  alr ea d y   lo o k s   li k e  a   s tatio n ar y   o n e, z it  tu r n s   ar o u n d   th e  m id d le  in   a  b an d   o f   ap p r o x i m atel y   co n s tan t  w id t h .   AR I MA   ap p licatio n s   f o r   p r ed ictin g   h ea v y   m etal  c o n ce n tr atio n s .  AR I M A   h as  t h e  f o llo w in g   p ar a m eter s :   i)   AR :  p ;  ii)  I :   d   ( th e   a m o u n t o f   "   d if f er e n ce ”  to   b r in g   t h e  i n itial  n o n - s ta tio n ar y   s e r ies to   a  s tatio n ar y   o n e) ; a n d   ii i)   MA : q .   W e  ev alu ate  t h e  m o d el  ar i m a ( 1 ,   1 ,   0 ) ,   ar im a( 3 , 0 , 3 ) ,   ar im a( 1 , 1 , 2 )   u s in g   th e  ar i m a  f u n ctio n   in   R .   T o   ev alu a te  th e  f ir s t  m o d el,   y o u   n ee d   to   r em o v e  t h e  m ai n   ar g u m e n ts   u s i n g   t h e  p r in t  f u n c tio n .   T h e  o b tain ed   ar g u m e n ts   s h o w ed   th at  t h e  est i m ated   A R M A  ( 1 , 1 )   o r   ( A R I MA   ( 1 , 1 , 0 ) )   eq u atio n   h as th e  f o r m :     { = = 0 , 0001 ⋅ − 1       Nex t,  w e  w ill  d o   th e  s a m e  w it h   th e  s ec o n d   an d   th ir d   m o d els  ar i m a   ( 3 ,   0,   3 ) ,   ar im a   ( 1 ,   1,   2 ) .   T h en   th e  eq u atio n   o f   th e  s ec o n d   m o d el  ar i m a  ( 3 ,   0,   3 )   h as th e  f o r m :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 5 9 0   -   1 6 0 0   1596   { = − 0 , 0364 = − 0 , 42 ⋅ − 1 + 0 , 49 ⋅ − 2 + 0 , 34 ⋅ − 3 + + 1 , 36 − 1 + 0 , 44 − 2 − 0 , 07 − 3       eq u atio n   o f   t h e  3 r d   ar im a  m o d el( 1 , 1 , 2 ):     { = = 0 , 6 ⋅ − 1 + − 0 , 64 − 1 − 0 , 34 − 2       L et 's ch o o s e  th e  b est  m o d el  b ased   o n   th e  p u n iti v e  cr iter io n   o f   th e  A I C :     = − 2  + 2 ,     w h er e l ln -   lo g ar ith m   o f   t h e  p r o b ab ilit y   f u n ctio n , k -   n u m b er   o f   m o d el  p ar am eter s .   T h e  m o r e  p ar am eter s k ,   th e  m o r e  co m p lex   t h e  m o d el,   th e  h i g h er   th e  A I C .   T h e  lo w er   th e  p r o b ab ilit y   f u n ctio n ,   ( th e  lo w er   th e  p r o b a b ilit y   o f   o b tain in g   th e  av a ilab l e  d ata  f o r   a  g iv en   m o d el)   th e  h ig h er   th e  A I C .   A s   a  r esu lt,   AI C   ( model1)  =   - 4000.906,  AI C  ( mo d el 2)   =  - 4207.222,  AI C   (model3)  =   - 4173.849 .   A cc o r d in g   to   th e  A I C   cr iter io n ,   th e  b est  m o d el  is   th e  s ec o n d   m o d el.   Yo u   ca n   also   u s e  B I C k. n L+ B I C = ln ln 2   A cc o r d in g   to   th e  B I C   cr iter io n ,   th e  s e co n d   m o d el  w as  also   th e  co m p ar ativ e  b est.  Fo r   AR MA   ( p ,   q ) ,   y o u   ca n   s ee   v is u all y   w h er e  th e   r o o ts   o f   th e  AR   an d   M A   p ar ts   lie  as s h o w n   i n   Fig u r e  8   ( autoplot ( m o d el2 ) ) .   B ased   o n   th e  s elec ted   b est  m o d el,   y o u   ca n   b u ild   a  f o r ec as t  g r ap h   w i th   p r ed icativ e  i n ter v als  a n d   a  f o r ec ast  ( Fig u r e  9 ) .   A cc o r d in g   to   th e  d escr ib ed   p r in cip le,   w e  w ill  d o   th e  s a m e  f o r   C r   an d   C u   d ata     ( Fig u r es  1 0   an d   1 1 ) .   T h e  p r ed icted   d ata  o n   th e  co n ce n tr atio n   o f   h ea v y   m etal s   P b ,   C r ,   C u   in   at m o s p h er ic  air   o b tain ed   u s i n g   t h e  m o d el  ar e  s h o w n   i n   T ab le  1.           Fig u r e  8 .   Vis u al  r ep r esen tatio n   o f   t h e  lo ca tio n   o f   AR ,   M A   r o o ts           Fig u r e  9 .   Gr ap h   o f   f o r ec asts   f o r   th e  AR I M A   m o d el  ( 3 , 0 , 3 )   w it h   p r o d u ctiv e  i n ter v als ac co r d in g   to   P b   d ata   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n fo r ma tio n   s y s tem  fo r   mo n ito r in g   o f u r b a n   a ir   p o llu tio n   b y  h ea vy   meta ls   ( Zh a n a r   Ora lb ek o va )   1597       Fig u r e  1 0 .   P r e d ictio n   AR I M A  ( 3 , 1 , 2 )   b ased   o n   d ata  ( C r )           Fig u r e  1 1 .   P r e d ictio n   AR I M A  ( 3 , 1 , 2 )   b ased   o n   d ata  ( C u )       T ab le  1 .  P r ed icted   d ata  o n   th e  co n ce n tr atio n   o f   h ea v y   m eta ls   P b ,   C r ,   C u   in   at m o s p h er ic  air   p r e d i c t d a t a   Pb A R I M A   ( 3 , 0 , 3 )   C r A R I M A   ( 3 , 1 , 2 )   C u A R I M A   ( 3 , 1 , 2 )   1 1 . 0 7 . 2 0 2 0   0 . 0 3 5 4 0 1 4 5   0 . 0 0 4 9 4 2 2 3 7   0 . 0 3 2 4 8 5 2 9   1 2 . 0 7 . 2 0 2 0   0. 0 3 5 6 1 2 6 7   0 . 0 0 5 5 3 7 0 3 3   0 . 0 3 3 9 6 6 8 0   1 3 . 0 7 . 2 0 2 0   0 . 0 3 5 7 9 8 4 8   0 . 0 0 5 6 1 6 7 8 3   0 . 0 3 4 8 2 2 9 8   2 0 . 0 7 . 2 0 2 0   0 . 0 3 5 9 2 9 4 7   0 . 0 0 5 9 0 9 5 2 3   0 . 0 3 5 4 3 3 9 8   2 1 . 0 7 . 2 0 2 0   0 . 0 3 6 0 3 7 0 8   0 . 0 0 6 0 2 9 9 0 3   0 . 0 3 5 9 5 1 3 0   2 2 . 0 7 . 2 0 2 0   0 . 0 3 6 1 1 9 0 5   0 . 0 0 6 1 9 4 0 3 6   0 . 0 3 6 3 5 1 3 5   ………   ………   ………   ………   1 4 . 0 2 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 0   0 . 0 0 6 8 4 4 7 1 7   0 . 0 3 7 6 1 6 3 5   2 1 . 0 2 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 0   0 . 0 0 6 8 4 4 7 9 8   0 . 0 3 7 6 1 6 3 7   2 2 . 0 2 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 1   0 . 0 0 6 8 4 4 8 6 5   0 . 0 3 7 6 1 6 3 7   2 3 . 0 2 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 1   0 . 0 0 6 8 4 4 9 2 0   0 . 0 3 7 6 1 6 3 8   0 1 . 0 3 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 1   0 . 0 0 6 8 4 4 9 6 6   0 . 0 3 7 6 1 6 3 9   0 2 . 0 3 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 1   0 . 0 0 6 8 4 5 0 0 4   0 . 0 3 7 6 1 6 3 9   03 . 0 3 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 1   0 . 0 0 6 8 4 5 0 3 5   0 . 0 3 7 6 1 6 3 9   0 4 . 0 3 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 2   0 . 0 0 6 8 4 5 0 6 1   0 . 0 3 7 6 1 6 3 9   0 5 . 0 3 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 2   0 . 0 0 6 8 4 5 0 8 2   0 . 0 3 7 6 1 6 4 0   1 2 . 0 3 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 2   0 . 0 0 6 8 4 5 1 0 0   0 . 0 3 7 6 1 6 4 0   1 9 . 0 3 . 2 0 2 1   0 . 0 3 6 4 0 1 8 2   0 . 0 0 6 8 4 5 1 1 4   0 . 0 3 7 6 1 6 4 0       T h u s ,   th e   s tr u ctu r e  f o r   m o d eli n g   a n d   m ak in g   f o r ec asts   f r o m   ti m e  s er ies  d ata  o n   h ea v y   m e tals   w er e   d is cu s s ed ,   w h er e,   f ir s t  o f   all,   th e  s er ies  w er e  u s ed   its el f . T h e  p u r p o s e  o f   th e  f r a m e w o r k   is   to   d if f er en tiate   s h o r t - ter m   an d   lo n g - ter m   d y n a m ics  i n   th e  s er ie s   to   im p r o v e  th e  ac cu r ac y   an d   r eliab ilit y   o f   f o r ec asts .   As  a   r esu lt o f   t h e  p r o g r a m ,   a  m o d el   w a s   i m p le m en ted   th at   ca n   p r ed ict  th e  le v el   o f   co n ce n tr atio n   o f   h ea v y   m etals   i n   th e  at m o s p h er ic  air   w it h   s o m e   er r o r .   Fo r ec asts   s h o w ed   t h at  th e  le v el  o f   co n ce n tr atio n   o f   h ea v y   m etal s   i n   th e   at m o s p h er ic  air   co n t in u es to   g r ad u all y   i n cr ea s e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 5 9 0   -   1 6 0 0   1598   5.   CO NCLU SI O NS   As  a  r esu l t  o f   t h e  w o r k ,   an   in f o r m atio n   s y s te m   w as  cr ea ted to   o p tim ize  t h e  m o n ito r in g   o f   air   p o llu tio n   w i th   h ea v y   m eta ls   f r o m   t h e  s tan d p o in t   o f   s p ee d ,   av ailab ilit y ,   e f f icie n c y   an d   p r ec is io n ;  t h e   esti m a tio n   o f   th e  s ta te  o f   th e  at m o s p h er e  o f   th e  cit y   o f   m o d er n   m a th e m atica l  m et h o d s   an d   is   co m p o s ed   o f   lo ca l  p r ed ictio n   o n   th e  ch an g e  in   t h e  at m o s p h er ic  s u r f ac e  lay er ,   d ev elo p ed   b y   t h e  ap p licatio n   f o r m at  o f   n etC DF  co n tain er   o f   t h e  b asi c  ele m e n ts   o f   i n f o r m atio n - m o d elin g   s y s te m   o r g an ized   d atab ase  an d   ac ce s s   it   f r o m   t h e  p r o b le m - o r ien ted   a p p licatio n ,   s u p p le m en ted   b y   a  d atab ase  o n   air   p o llu tio n   A l m at y   w i th   H M;  a   h u m a n - m ac h i n e  in ter f ac e  f o r   s o f t w ar e  to o ls   h as  b ee n   d ev elo p ed .   Ou r   r esear ch   m ad e  it  p o s s ib le  to   im p le m e n t   a  v ar iatio n al  a lg o r it h m   f o r   s eq u en t ial  as s i m ilatio n   o f   d ata  i n   r ea l - ti m e  m o n ito r i n g   o f   air   p o llu tio n ,   tak i n g   i n to   ac co u n t t h e  g eo g r ap h ical  an d   cli m atic  c h ar ac ter is tic s   o f   A l m at y   a n d   its   p o ll u tio n   b y   tr a n s p o r t m ea n s .   T h e  u s e  o f   m at h e m atica l   m et h o d s   f o r   p r o c ess i n g   e n v ir o n m en tal  i n f o r m atio n   allo w ed   u s   to   o b tai n   s cien t if ic  f o u n d atio n s   f o r   m o d elin g   m e s o m eteo r o lo g ical  at m o s p h er ic  p r o ce s s es,  an d   th r o u g h   th e  u s e  o f   s p litt i n g   s c h e m e s   a n d   an   en s e m b le  ap p r o ac h ,   th e   alg o r it h m s   t h at  m ak e   u p   I MD AF  ar e  e f f ec ti v el y   m ap p ed   to   p ar allel  co m p u ti n g   ar ch itectu r es. T h e  u s e   o f   s to ch a s tic  s ea s o n al  AR I M A   m o d els  i s   a  f air l y   e f f ec tiv e   m eth o d   f o r   s h o r t  -   an d   m ed iu m - ter m   f o r ec asti n g   o f   ti m e  s er ies  w it h   a  p er io d icity   t h at  c h ar ac ter izes  th e  c h a n g e  i n   t h e   in d icato r s   o f   h ea v y   m etals   i n   th e  ai r .   A p p licatio n   o f   au to r eg r ess io n   m o d els  o f   t h e  i n te g r at ed   m o v i n g   a v er ag e   w it h   s ea s o n alit y   allo w s   u s   to   ac cu r atel y   ap p r o x i m a te  a  w id e  class   o f   r an d o m   p r o ce s s es,  t h e  n o n - s tatio n ar it y   o f   w h ich   is   d u e  to   t h e  p r esen c e  o f   a  p er io d ic  co m p o n e n t  i n   t h e  ti m e  s er ies.   T h e  m ain   d o w n s id e  o f   m o d el s   o f   th e  AR I M A   clas s   is   t h at  w h e n   ad d in g   n e w   i n f o r m atio n   to   th e  o r ig i n al  s er ie s ,   it  is   n ec e s s ar y   to   co r r ec t  th e  m o d el.   A t  t h e  s a m e  ti m e,   th e  v alu e s   o f   th e  AR   an d   M A   o r d er s   o f   p r o ce s s es  ca n   ch an g e  s i g n i f ica n tl y ,   w h ic h   w il l le ad   to   t h e  co n s tr u ctio n   o f   a  co m p letel y   d i f f er en t  m o d el.   Fo r ec asts   s h o w ed   t h at   th e   le v el  o f   co n ce n tr atio n   o f   h ea v y   m etal s   in   t h e  at m o s p h er ic  air   co n tin u e s   to   g r ad u all y   in cr ea s e.   T o   s o lv e  o n e  o f   th e  p r o b le m s   o f   en v ir o n m e n tal  s a f et y   o f   t h e  u r b an   e n v ir o n m e n t,  in   p a r ticu lar ,   air   p o llu tio n   w it h   to x ic  h ea v y   m e tals ,   w e  h a v e  p r o p o s ed   an   in f o r m atio n   s y s te m   f o r   m o n ito r in g   in   r ea l  ti m e  u s in g   a  m at h e m atica l  m o d el  o f   d ata  ass i m ilatio n .   So f t w ar e  h as  b ee n   cr ea ted   th at  u s es  m at h e m ati ca l  to o ls   to   b u ild   a   p o llu tio n   m o d el  an d   to   as s ess   th e  s tate  o f   th e  s y s te m   i n   r ea l  ti m e;  th e  s tate  o f   th e  cit y ' s   at m o s p h er e  w a s   ass es s ed   an d   a  lo ca l  f o r ec ast  w a s   m ad e  f o r   ch an g es  i n   th e   s u r f ac e  la y er   o f   t h e  at m o s p h er e.   T h e  f o r m at  o f   ap p licatio n s   f o r   th e  co n tai n e r   o f   b asic  elem e n ts   o f   t h e  in f o r m atio n   m o d eli n g   s y s te m   is   d ev elo p ed ,   th e   d atab ase  an d   ac ce s s   to   it  f r o m   th e  p r o b le m - o r ie n ted   ap p licatio n   ar e  o r g an ized ,   th e  d atab ase   o n   air   p o llu tio n   o f   A l m at y   cit y   is   r ep len i s h ed .       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h e  au th o r s   ex p r ess   th eir   g r at itu d e  to   A le x e y   P en en k o   f o r   h is   at ten tio n   to   th e  w o r k   an d   f o r   v alu ab le   ad v ice  i n   t h e  s o f t w ar e  i m p le m en tatio n   o f   th e   d ata  as s i m ilati o n   alg o r it h m .   T h is   w o r k   w as   s u p p o r ted   b y   a  g r a n t   f r o m   Mi n is tr y   o f   E d u ca tio n   a n d   Scien ce   o f   t h e  R ep u b lic  o f   Kaz ak h s ta n   w it h in   t h e  f r a m e w o r k   o f   th e  p r o j ec t   A P 0 5 1 3 5 9 9 2 .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   R e p o r t   o f  th e   Ab a i   K a z N P U   p ro j e c t ,   “ M a th e m a t i c a l   m e t h o d s   fo r   a s s e s s i n g   th e   q u a li t y   o f  t h e   e n v i r o n m e n t   in   Al m a t y   wh e n   it   i s  c o n t a m i n a t e d   wi t h   h e a v y   m e t a l s , ”   a g r e e m e n t   n o.   4 ,   Ap r i l  1 ,   2 0 1 0 .   [ 2 ]   P .   N .   An to k h in ,   A.  Go c h a k o v ,   A.   B .   K o l k e r ,  a n d   A .  P e n e n k o ,   “ C o m p a r i s o n   o f  WR F - C H EM   c h e m i c a l   t r a n sp o r t  m o d e l   c a l c u l a t io n s   wi t h   a i r c r a ft   m e a s u r e m e n t s   i n   No r il s k , ”   A tm o s p h e r i c   a n d   O c e a n i c   Op ti c s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   4 ,     p p .   3 7 2 - 3 8 0 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 3 4 /S 1 0 2 4 8 5 6 0 1 8 0 4 0 0 2 4 .   [ 3 ]   V.   P e n e n k o ,   A.   P e n e n k o ,   E.   A.   Ts v e t o v a ,  a n d   A.   Go c h a k o v ,   “ M e t h o d s   fo r  S tu d y i n g   th e   S e n s i t i v i t y   o f  Ai r   Q u a l it y   M o d e l s  a n d   In v e r s e   P ro b l e m s   o f  Ge o p h y s i c a l   H y d r o t h e r m o d y n a m i c s , ”   J o u rn a l   o f   A p p li e d   M e c h a n i c s   a n d   T e c h n i c a l  Ph y s i c s ,   v o l .   6 0 ,   n o .   2 ,   p p .   3 9 2 - 3 9 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 3 4 / S 0 0 2 1 8 9 4 4 1 9 0 2 0 2 0 2 .   [ 4 ]   V .   P e n e n k o   a n d   A.   E.   Al o y a n ,  “ M o d e l s  a n d   m e t h o d s  fo r   e n v i r o n m e n t a l   p ro t e c t io n ,”   N o v o si b ir s k :   N a u k a ,     p p .   1 - 2 5 0 ,   1 9 8 5 .   [ 5 ]   J .   J e ffe r s ,   “ I n t ro d u c ti o n   t o   s y s t e m   a n a l y s i s :   a p p li c a t io n   in   e c o l o g y ,”   M o s c o w:   M i r ,   p p .   1 - 2 5 6 ,   1 9 8 1 .   [ 6 ]   G.   I .   M a r c h u k ,  “ M a t h e m a t i c a l   M o d e l s   in   E n v ir o n m e n t a l   P r o b l e m s ,”   E l s e v i e r   S c i e n c e ,   p p .   1 - 2 2 0 ,   1 9 8 6 .   [ 7 ]   L.   A.   P e t ro s y a n   a n d   V.   V. ,   “ Z a k h a r o v ,   In t ro d u c ti o n   t o   m a t h e m a t i c a l   e c o lo g y ,”   M o s c o w,   p p .   1 - 3 1 6 ,   1 9 8 6 .   [ 8 ]   E.   S.   Ul a n o v a   a n d   V.   N. ,   Z a b e l i n ,  “ M e th o d s  o f  c o rr e l a t io n   a n d   r e g r e s s io n   a n a l y s i s   in   a g ro m e t e o r o l o g y ,”     L.   Gi d ro m e t e o i zd a t ,   p p .   1 - 2 0 6 ,   1 9 9 0 .   [ 9 ]   V.   P .   Gr y a z n o v   a n d   Gr i s h in   N .   N . ,   “ D e v e l o p m e n t  o f  t h e   c o m p u te r   s y s t e m   “ E c o t e r r a ”   fo r  t a k in g   in to   a c c o u n t  th e   e c o l o g i c a l  fa c t o r  i n   th e   d e v e lo p m e n t  o f  s o lu ti o n s  fu n d a m e n t a l s  o f  u r b a n   o p ti m i z a t i o n   a n d   r e c r e a ti o n a l  e n v i r o n m e n t , ”   P r o c .   Do k l .   in t.   s la v e .   t h e   m e e t in g .   T o g li a tt i,   1 9 9 2   M a y   3 0 - Ju n e   2 ,   1 9 9 2 ,   p p .   3 3 - 3 6 .   [ 1 0 ]   Y .   N.   Ty u r i n   a n d   A.   A.   M a k a r o v ,  “ D a t a   An a l y s i s   o n   a   c o m p u t e r ,”   M o s c o w:   I N F R A - M ,   F in a n c e   a n d   s t a t i s ti c s ,   p p .   1 - 3 8 ,   1 9 9 5 .   [ 1 1 ]   I.   Ga i d y s h e v ,  “ D a t a   a n a l y s i s   a n d   p ro c e s s in g ,”   S t .   P e t e r sb u r g :  P it e r ,   p p .   1 - 7 5 2 ,   2 0 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n fo r ma tio n   s y s tem  fo r   mo n ito r in g   o f u r b a n   a ir   p o llu tio n   b y  h ea vy   meta ls   ( Zh a n a r   Ora lb ek o va )   1599   [ 1 2 ]   J.   Op s o m e r ,   P .   S p e c k m a n ,   M .   Ka i s e r   a n d   J.   Jo n e s ,   “ S t a ti s t i c a l  m o d e l s   fo r  li m i t i n g   fa c t o r s  in   e c o lo g y , ”   J .   A m e r .   S ta t i st .   A s s o c . ,   v .   8 9 ,   p p .   4 1 0 - 4 2 3 ,   1 9 9 4 ,   d o i :   1 0 . 2 3 0 7 /2 2 9 0 8 4 1 .   [ 1 3 ]   A.   A.   B y k o v   a n d   N.   V.   M u r z in ,  “ P ro b l e m s   o f  a n a l y s i s   o f  h u m a n   s e c u r it y ,   s o c i e t y   a n d   n a tu r e ,”   S t .   P e t e r s b u r g :  N a u k a ,   p p .   1 - 2 4 7 ,   1 9 9 7 .   [ 1 4 ]   A.   V .   P e n e n k o ,   Z.   S .   M u k a to v a ,   V .   V .   P e n e n k o ,   A.   V .   Go c h a k o v ,   a n d   P .   N .   An to k h in ,   “ Nu m e r i c a l   in v e s t i g a t io n   o f  t h e   d i r e c t   v a r i a t io n a l  a l g o r i th m   o f  d a t a   a s s i m i l a t io n   in   t h e   u rb a n   s c e n a ri o , ”   A t mo s p h e r i c   a n d   O c e a n i c   O p t i c s ,    v o l .   3 1 ,   n o .   6 ,   p p .   6 7 8 - 6 8 4 . ,   2 0 1 8 ,   d o i :  1 0 . 1 1 1 7 / 1 2 . 2 5 0 4 6 3 9 .   [ 1 5 ]   V .   V .   P e n e n k o ,   A.   V .   P e n e n k o ,   a n d   E .   A.   P e n e n k o ,   “ V a ri a ti o n a l   a p p ro a c h   to   th e   s tu d y   o f  p ro c e s s e s   o f  g e o p h y s i c a l   h y d r o - t h e r m o d y n a m i c s   wi t h   a s s i m i l a t i o n   o f  o b s e rv a t i o n   d a t a , ”   J o u rn a l   o f  Ap p l i e d   M e c h a n i c s  a n d   T e c h n i c a l   Ph y s i c s ,   v o l .   58 ,   n o .   5 ,   p p .   7 7 1 - 7 7 8 ,   2 0 1 7 .   [ 1 6 ]   I.   S a s a k i ,   “ An   o b j e c ti v e   a n a l y s i s   b a s e d   o n   v a r i a t io n a l   m e t h o d , ”   J .   M e t .   S o c .   J a p a n ,   v o l .   3 6 ,   n o   3 ,   p p .   2 9 - 3 0 ,   1 9 5 8 ,   d o i :  1 0 . 2 1 5 1 / j m s j 1 9 2 3 . 3 6 . 3 _ 7 7 .   [ 1 7 ]   R.   E.   K a l m a n ,   “ A  n e w  a p p ro a c h   t o   l in e a r  fi l t e r in g   a n d   p r e d i c ti o n   p ro b l e m s , ”   T r a n s .   A M E .   J .   Ba s i c   En g . ,   v o l .   8 2 ,   n o .   1 ,   p p .   34 - 3 5 ,   1 9 6 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 1 5 /1 . 3 6 6 2 5 5 2 .   [ 1 8 ]   E.   G.   K l i m o v a ,   “ An   E ffi c i e n t   Al g o r i t h m   fo r   S to c h a s ti c   En se m b l e   S m o o t h i n g , ”   Nu m e r i c a l  A n a l y s i s   a n d   A p p l i c a ti o n s ,   v o l.   13 ,   n o .   4 ,   p p .   3 2 1 - 3 3 1 ,   2 0 2 0 .   [ 1 9 ]   M.  E .   Gh a r a m t i ,   K .   R a e d e r ,   J.   An d e r s o n ,   a n d   X .   Wa n g ,   “ Co m p a r in g   a d a p t i v e   p r io r   a n d   p o s t e ri o r   i n fl a t io n   fo r  e n s e m b l e   fi l t e r s   u s in g   a n   a t m o sp h e ri c   g e n e r a l   c i r c u l a t io n   m o d e l , ”   M o n th l y   W e a th e r   R e v i e w ,   v o l .   1 4 7 ,   n o .   7 ,     p p .   2 5 3 5 - 2 5 5 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 5 / M WR - D - 18 - 0 3 8 9 . 1 .   [ 2 0 ]   R .   M é n a r d ,   J .   F.   Co s s e t t e ,  a n d   M.  D e s h a i e s - J a c q u e s ,   “ On   th e   c o m p l e m e n t a r y   r o l e   o f  d a t a   a s s i m i l a t i o n   a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g :   An   e x a m p l e   d e r i v e d   fr o m   a i r   q u a l i t y   a n a l y s i s , ”   Le c t u r e   N o t e s   in   Co m p u t e r   S c i e n c e   (i n c lu d i n g   s u b s e r i e s  L e c tu r e   No t e s   i n   Ar t i f i c ia l  In t e l li g e n c e   a n d   L e c tu r e   No t e s   in   B io in fo r m a t i c s ) , 1 2 1 4 2   LN C S ,     p p .   2 1 2 – 2 2 4 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 5 0 4 3 3 - 5 _ 1 7 .   [ 2 1 ]   G.   S c h e ffl e r ,   J .   Ru i z ,   a n d   P u l id o   M . ,   “ In fe r e n c e   o f  s to c h a s ti c   p a r a m e t r i z a t i o n s  fo r   m o d e l   e r r o r   t r e a t m e n t   u s in g   n e s t e d   e n s e m b l e   K a l m a n   fi l t e r s, ”   Q u a r t e r l y   J o u rn a l   o f   t h e   R o y a l   M e t e o ro lo g i c a l   S o c i e t y ,   v o l.   1 4 5 ,   n o .   7 2 2 ,     p p .   2 0 2 8 - 2 0 4 5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / q j . 3 5 4 2 .   [ 2 2 ]   E.   K a ln a y ,   “ At m o s p h e r i c   M o d e l i n g ,   D a t a   As s i m i l a t i o n   a n d   P r e d i c t a b i l it y ,”   C a m b r id g e   Un iv e r s i t y   P r e s s :  C a m b ri d g e ,   U K ,   2 0 0 3 .   [ 2 3 ]   A.   C .   Lo r e n c ,   “ D a t a   As s i m i l a t i o n   a n d   P r e d i c t a b il i t y :   D a t a   As s i m i l a t i o n , ”   En c y c l o p e d ia   o f   A t mo s p h e r i c   S c i e n c e s :  S e c o n d   Ed i ti o n ,   p p .   2 3 7 – 2 4 0 ,   2 0 2 0 .   [ 2 4 ]   A.   C.   Lo r e n c   a n d   M.   J a rd a k ,   “ A  c o m p a r i s o n   o f  h y b r id   v a r i a t io n a l   d a t a   a s si m i l a t i o n   m e t h o d s   fo r  g l o b a l   N W P , ”   Q u a rt e r l y   J o u rn a l   o f  th e   Ro y a l   M e t e o ro lo g i c a l   S o c i e t y ,   v o l .   1 4 4 ,   n o .   7 1 7 ,   p p .   2 7 4 8 - 2 7 6 0 ,   2 0 2 0 ,    d o i :   1 0 . 1 0 0 2 /q j. 3 4 0 1 .   [ 2 5 ]   M.   J a rd a k   a n d   O.   Ta l a g r a n d ,   “ En s e m b l e   v a r i a t io n a l  a s s i m i l a t i o n   a s   a   p ro b a b i li s t i c   e st i m a t o r   -   P a r t   1 :   Th e   l in e a r  a n d   we a k   n o n - l in e a r  c a s e , ”   N o n l in e a r  P r o c e s s e s  in   G e o p h y s i c s ,   v o l .   2 5 ,   n o .   3 ,   p p .   5 6 5 - 5 8 7 ,   2 0 1 8 ,    d o i :   1 0 . 5 1 9 4 /n p g - 25 - 565 - 2 0 1 8 .     [ 2 6 ]   M.   J a rd a k   a n d   O.   Ta l a g r a n d ,   “ En s e m b l e   v a r i a t io n a l   a s s i m i l a t io n   a s   a   p ro b a b i l i s ti c   e s t i m a t o r  -   P a r t   2 :   Th e   fu ll y   n o n - l i n e a r  c a s e , ”   No n l in e a r  P r o c e s s e s   in   G e o p h y s i c s ,   v o l .   2 5 ,   n o .   3 ,   p p .   5 8 9 - 6 0 4 ,   2 0 1 8 ,    d o i :   1 0 . 5 1 9 4 /n p g - 2 0 1 8 - 6.   [ 2 7 ]   A.   L.   K a r c h e v s k y ,   Y .   M.   Tu r g a n b a y e v ,   S .   J.   R a k h m e t u ll in a ,  a n d   Z h .   T.   B e ld e u b a y e v a ,   “ N u m e r i c a l   so lu t io n   o f  a n   i n v e r s e   p ro b l e m   o f  d e t e r m i n i n g   th e   p a r a m e t e r s   o f  a   s o u r c e   o f  g r o u n d wa t e r   p o l lu ti o n , ”   E u r a s ia n   J o u rn a l    o f   M a th e m a t i c a l   a n d   C o m p u t e r  Ap p l i c a t io n s ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p p .   5 3 - 7 3 ,   2 0 1 7 ,    d o i :   1 0 . 3 2 5 2 3 / 2 3 0 6 - 3 1 7 2 - 2 0 1 7 - 5 - 1 - 53 - 7 3 .   [ 2 8 ]   W.   Wo j c i k   e t  a l ,   “ P ro b a b il i s ti c   a n d   s t a ti s t i c a l  m o d e l li n g   o f  th e   h a r m fu l   t r a n sp o r t  i m p u ri t i e s  in   th e   a t m o s p h e r e   fr o m   m o t o r   v e h i c l e s , ”   Ro c z n i k   Oc h r o n a   S r o d o w i s k a ,   v o l .   19,   p p .   7 9 5 - 8 0 8 ,   2 0 1 7 .   [ 2 9 ]   Z.   B e l d e u b a y e v a ,   S .   R a k h m e t u ll i n a ,   E .   Tu r g a n b a y e v ,   a n d   V.   K r i v y k h ,   “ I n fo r m a t i o n   s y s t e m   o f  g r o u n d wa t e r   m o n i t o r in g , ”   In t e rn a t io n a l   M u l ti d i s c ip l in a r y   S c i e n t if i c   G e o   Co n fe r e n c e   S u r v e y in g   G e o lo g y   a n d   M i n in g   E c o lo g y   M a n a g e m e n t ,   S G E M ,   v o l . 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 3 9 - 1 4 6 ,   2 0 1 5 .   [ 3 0 ]   N.   T.   D a n a e v ,   A.   N.   Te m i r b e k o v ,   a n d   E.   A.   M a l g a z h d a ro v ,  “ M o d e l in g   o f  p o ll u t a n t s  in   th e   a t m o s p h e r e   b a s e d   o n   p h o to c h e m i c a l   r e a c t io n s ,”   E u ra s ia n   Ch e m i c o - T e c h n o lo g i c a l  J o u rn a l ,  v o l .   16 ,   n o .   1 ,   p p .   61 - 7 1 ,   2 0 1 4 ,    d o i :   1 0 . 1 8 3 2 1 / e c t j1 7 0 .   [ 3 1 ]   B.   N.   M y n b a y e v a ,   Z h .   O.   O r a lb e k o v a ,   D .   N.   I s a b a y e v a ,   K .   T.   I sk a k o v ,  a n d   K h a s s e n o v a   Z.   T. ,   “ An   e m p l o y m e n t   o f  m a t h e m a t i c a l   t o o l k it   fo r   e c o l o g i c a l   i n fo r m a t i o n   p ro c e s s i n g   d u r in g   h e a v y   m e t a l s   p o ll u t io n   m o n i t o r in g   in   p a r t i c u l a r  r e fe r e n c e   to   Al m a t y   c i t y ’ s   a t m o s p h e r e , ”   In :  C o n f e r e n c e   p ro c e e d in g :   1 8 th   I n t e r n a ti o n a l   M u l t id i s c ip li n a r y   S c i e n ti f i c   G e o c o n f e r e n c e   S G E M ,  3 0   J u n e - 9   J u l y ,   2 0 1 8 ,   Bu lg a ri a ,   V a rn a ,   v o l.   1 8 :   E c o lo g y ,   E c o n o mi c s ,   Ed u c a ti o n   a n d   L e g is l a ti o n .   I s s u e :   5 . 1 .   E c o l o g y   a n d   En v i ro n m e n ta l   P ro t e c ti o n ,  2 0 1 8 ,   p p .   2 7 - 34 ,     d o i :   1 0 . 5 5 9 3 / s g e m 2 0 1 7 /5 2 /S 2 0 . 0 5 5 .   [ 3 2 ]   Z.   O.   O r a lb e k o v a ,   Z.   T.   Kh a s s e n o v a ,   a n d   M.   G.   Zh a r t y b a y e v a ,   “ C o l l e c ti o n   a n d   p r o c e s s in g   o f  d a t a   t o   o p t i m i z e   t h e   m o n i to ri n g   o f  a t m o sp h e ri c   a i r   p o l lu ti o n , ”   Co m m u n i c a ti o n s  in   C o mp u t e r   a n d   In fo r ma t io n   S c ie n c e ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 6 1 - 1 7 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 /9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 1 2 2 0 3 - 4 _ 1 6 .   [ 3 3 ]   Z.   T.   K h a s s e n o v a ,   K.   T.   I s k a k o v ,   Z h .   O.   Or a l b e k o v a ,   I .   I.   F u r a e v a ,  a n d   S.   Z h .   R a k h m e t u ll in a ,  “ Co p y r i g h t   o n   th e   t y p e   o f  o b j e c t  “ D a t a b a s e s ” ,   th e   n a m e   o f  t h e   o b j e c t  “ M o n i to r in g   o f  t h e   c h e m i c a l   c o m p o s i ti o n   o f  th e   a t m o s p h e r e , ”  N o . 7 4 5 8   o f  9   J a n u a r y   2 0 2 0 .   [ 3 4 ]   A.   V.   P e n e n k o ,   Z.   T.   K h a s s e n o v a ,   V .   V.   P e n e n k o ,  a n d   E.   A.   P y a n o v a ,   “ Nu m e r i c a l   s t u d y   o f  a   d i r e c t   v a r i a t i o n a l  d a t a   a s s i m i l a t io n   a l g o r it h m   i n   Al m a t y   c i t y   c o n d it io n s, ”   Eu ra s ia n   J .   M a th .   Co m p u t.   Ap p l . ,   v o l.   7 ,   p p .   53 – 6 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :  1 0 . 3 2 5 2 3 /2 3 0 6 - 6 1 7 2 - 2 0 1 9 - 7 - 1 - 53 - 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.