Платформа за унифицирано, непрекъснато събиране на данни за качеството на въздуха | Защитена на: 01/01/1900
1. Актуалност на проблема и мотивация
Световната здравна организация (СЗО) определя замърсяването на въздуха като найголемият риск за здравето в Европа, свързан с околната среда. Замърсяването възниква, когато в атмосферата се освобождават газове, прахови частици и дим, които причиняват вреди за хората, инфраструктурата и околната среда. Основните замърсители на въздуха са - фини прахови частици (ФПЧ), озон (О3), серен диоксид (SO2 ) и азотен диоксид (NО2).
В ЕС случаите на преждевременна смърт, поради замърсяване на въздуха, надвишават над 10 пъти броя на загиналите при пътни произшествия. Според СЗО до 96 % от гражданите на ЕС, живеещи в градовете, са изложени на нива на атмосферно замърсяване, приемани като вредни за здравето.
2. Цел и задачи на дипломната работа
Целта на дипломната работа е да се проектира и разработи платформа за унифицирано, непрекъснато събиране на данни за качеството на въздуха. Системата трябва да позволява наблюдаване на събраните данни в графичен и текстов вид. Също така да помага при анализа им с цел откриване на зависимости и/или отклонения в измервателните станции. Задачи, произтичащи от целта: - Анализ на текущото състояние на предметната област. Идентифициране на източници на данни за качеството на въздуха. - Преглед и избор на технологии за разработка. - Анализ на изискванията към платформата. - Проектиране на платформата. База от данни, интерфейси за събиране на данни, потребителски интерфейс. - Разработване на платформата. - Валидиране на предложеното решение.
3. Анализ на текущото състояние на предметната област
Дипломната работа е насочена към разработване на система за индиректен мониторинг на качеството на въздуха. Тя трябва да се интегрира с достатъчно голям брой други платформи, без значение от начина на тяхното събиране на данни и да агрегира всичките данни в себе си. По този начин ще се получи една база от измервания, която превъзхожда по брой и обхват всяка от отделните директни системи, с които работи.
Съществуват множество решения за наблюдение на качеството на атмосферния въздух, като всяко от тях е тясно специализирано в конкретна област. От сравнението със съществуващи алтернативни системи, се забелязва, че разработваната система (AMS) предлага комбинация от функционалности, които не са налични при останалите и би била от полза на своите потребители.
4. Проектиране
AMS представлява клиент-сървърно приложение, което акумулира данни. За изграждането му са избрани следните технологии SQLite, JAVA + Spring, Typescript + Angular и Highchart. За запазването на данните е избран унифициран модел, използван в цялотоприложение. То е интегрирано със следните приложно-програмни интерфейси - Luftdaten.info, WAQI.info, Openweathermap.org, Nominatim.openstreetmap.org и Wikipedia
5. Заключение
Дипломната работа се състои от 8 глави, 39 фигури и 3 таблици. В процеса на нейната разработка е анализиран проблема с измерването на показатели за качеството на въздуха и тяхното влияние. Разгледани са съществуващи алтернативни решения за мониторинг. Изработени са изисквания към системата и са избрани средствата за нейната реализация. Проектирани и реализирани са база данни, сървър, отговарящ за събирането на данните, и клиент с подходящ потребителски интерфейс за управление и визуализация. Проведени са тестове в продължение на голям период от време с реални данни.
Изградената система постига предвидените в началото цели, като изпълнява поставените функционални и нефункционални изисквания. Основна разлика с други съществуващи приложения е наличието на различни мрежи за извличане на данните, които служат и за контрол помежду си. Тя предоставя на анализаторите инструмент за лесно и бързо натрупване на много данни, с възможност за тяхното изобразяване, сравняване и контролиране.