การพัฒนาแบบจำลองคณิตศาสตร์เพื่อประเมินคุณภาพอากาศในพื้นที่เกาะรัตนโกสินทร์

Abstract

การศึกษาเรื่องการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อประเมินคุณภาพอากาศในพื้นที่เกาะรัตนโกสินทร์ มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการประเมินความเข้มข้นของอนุภาคฝุ่น ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ และก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ ที่เกิดจากการจราจรบนถนนในพื้นที่เกาะรัตนโกสินทร์ กรุงเทพมหานคร และนำแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ได้ไปพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อให้ง่ายต่อการนำไปใช้ การศึกษาครั้งนี้ทำการเก็บตัวอย่างคุณภาพอากาศได้แก่ ความเข้มข้นของอนุภาคฝุ่น ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ และก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ ตรวจวัดความเร็วลม เป็นค่าเฉลี่ยรายชั่วโมงพร้อมทั้งตรวจวัดปริมาณและความเร็วรถแยกประเภท ได้แก่ รถยนต์โดยสารส่วนบุคคล รถจักรยานยนต์ รถบรรทุกขนาดเล็กและรถบรรทุกขนาดใหญ่ ศึกษาโครงสร้างของถนนและช่องว่างที่สามารถระบายสารมลพิษทางอากาศออกนอกถนนได้ นำข้อมูลที่ได้ไปพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์โดยอาศัยพื้นฐานของแบบจำลองแบบกล่องและหลักการวิเคราะห์ความถดถอย แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสมจะผ่านการยอมรับทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่น 95% ซึ่งเป็นระดับที่ดีที่สุดสำหรับการศึกษาทางด้านคุณภาพอากาศ และให้ค่า R2 ที่สูง แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ได้พัฒนาขึ้นสามารถใช้ประมาณความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ อนุภาคฝุ่น และก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์บนถนนในพื้นที่เกาะรัตนโกสินทร์ได้ โดยมีค่า R2 เท่ากับ เท่ากับ 0.907 0.618 และ 0.541 ตามลำดับ และนำมาพัฒนาเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ในชื่อ “Rattanakosin Air Model : RAM” เพื่อให้ง่ายต่อการนำไปใช้งาน ปัจจัยที่มีผลต่อความเข้มข้นของสารมลพิษทางอากาศคือ ปริมาณรถแต่ละชนิด ซึ่งความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ขึ้นกับจำนวนรถโดยสารส่วนบุคคลมากที่สุด ความเข้มข้นของอนุภาคฝุ่นและก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ขึ้นกับรถบรรทุกขนาดใหญ่มากที่สุด ส่วนโครงสร้างถนนและความเร็วลมไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงต่อความเข้มข้นของสารมลพิษทางอากาศที่ได้จากการตรวจวัดจริง แต่เป็นปัจจัยที่สำคัญที่ใช้ในการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อประมาณคุณภาพอากาศในพื้นที่เกาะรัตนโกสินทร์