УДК 004.62

АППАРАТНО-ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГИС ДЛЯ МОНИТОРИНГА ВАРИАЦИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ

Вахтеров Александр Радикович
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет»
студент кафедры «Геоинформационные системы»

Аннотация
В данной статье рассматривается один из первых этапов разработки веб-ГИС для экологического мониторинга вариаций магнитного поля промышленной частоты - выбор аппаратного и программного обеспечение. Также приводится сравнение различных обеспечений с обоснованием, почему был выбран тот или иной вариант.

Ключевые слова: , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Вахтеров А.Р. Аппаратно-программное обеспечение ГИС для мониторинга вариаций магнитного поля промышленной частоты // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 2 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/02/94575 (дата обращения: 02.07.2022).

Как известно, основным фактором влияния систем электропередач на человека является создаваемое этими системами электромагнитное поле промышленной частоты (50 гц, ЭМП ПЧ). Источников у такого поля множество: высоковольтные подстанции, воздушные линии электропередач, транспорт, связанный с высоковольтным током, бытовая техника и другие устройства, связанные с потреблением электричества.

На сегодняшний день существует ряд нормативов, регулирующих показатели характеристик электромагнитного поля, принятых в целях уменьшения воздействия ЭМП ПЧ на человека. В Российской Федерации также был введен предельно допустимый уровень (согласно нормативу СанПиН), который составляет 5 мкТл в помещениях и 10 мкТл на селитебных территориях (что превышает в 17 раз рекомендации ВОЗ и МАИР).

При сегодняшней тенденции расширения селитебных территорий, жилые дома все чаще оказываются вблизи мощных источников ЭМП ПЧ, и задача измерения и анализа характеристик магнитного поля становится более актуальной, чем ранее.

Наиболее наглядным вариантом представления данных, как я думаю, будет представление их в виде изолиний на карте, с возможностью переключения временных интервалов. Для этого необходимо разработать ГИС, состояющую из следующих компонентов: мобильное приложение, измеряющее магнитное поле и отправляющее данные на сервер, сам сервер, занимающийся хранением данных об ЭМП ПЧ и обрабатывающий их, веб-клиент – клиентская часть, отображающая карту и данные на ней, которые получает с сервера.

Для создания ГИС для мониторинга вариаций магнитного поля промышленной частоты необходимо было определиться с тем, какое аппаратное оборудование и какой набор программных средств подойдет наилучшим образом. Выбор аппаратного обеспечение основывался на следующих критериях: для серверной части необходим компьютер, который бы обязательно имел доступ к сети Интернет, а так же мог обрабатывать более 100 HTTP-запросов единовременно. Выбор операционной системы Windows определил тот фактор, что эта ОС наиболее знакома в использовании, что позволит сократить время разработки, т.к. не требуется предварительное знакомство с ОС, а также система хорошо распространена, что позволит перенести программное обеспечение на другое устройство без возникновения проблем.

Для клиентского оборудования, связанного с измерениями был нужно было выбрать устройство, которое было бы наиболее распространено, а также имело встроенный магнитометр с частотой измерений 100 Гц или выше, т.е. любой современный телефон. Так как он есть практически у всех, это позволит сильно увеличить количество измерений, а значит повысить качество мониторинга. Также были рассмотрены устройства с ОС Android и iOS, и выбран Android из-за большей распространенности и легкости в разработке, а также отсутствия необходимости получение лицензии на размещение приложения в маркете приложений.

При выборе языка программирования и программных средств для реализации было проведено сравнение между следующими программными средствами: Nginx, Apache tomcat, NodeJS (с библиотекой ExpressJS). Nginx обладает наибольшим быстродействием из всех трех, однако имеет большую сложность настройки и поддержки работы. Также основным языком программирования для Nginx является PHP. Этот язык программирования уже устаревает и более сложен в изучении, чем Java или JavaScript. Appache tomcat поддерживает написание серверных приложений на языке Java, однако настройка и разработка приложений занимает больше времени, чем на серверного приложения на NodeJS, а по производительности они почти идентичны. Был выбран NodeJS (с библиотекой ExpressJS) из-за меньшего требуемого времени на разработку приложения и наибольшей легкости в будущей поддержке.

В качестве СУБД были рассмотрены MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL. PostgreSQL был выбран из-за ряда достоинств: поддержка ГИС примитивов (точки, линии и полигоны) в отличие от других СУБД; весьма быстрое развитие самой СУБД и постоянное повышение производительности в последние 10 лет; обширное и растущее сообщество, позволяющее найти готовое решение задачи и решить возникший вопрос; возможность работы на разных операционных системах (Windows, FreeBSD, Linux, MacOS).

После проведения оценки различных устройств и программных компонентов были выбраны наиболее подходящий программные и аппаратные средства для разработки ГИС.


Библиографический список
  1. Прокофьева А.С., Григорьев О.А. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ В МОСКОВСКОМ РЕГИОНЕ: ОБОБЩЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ИХ ОЦЕНКА // Гигиена. – 2014. – С. 761-765.
  2. Стурман В.И. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ В ГОРОДЕ ПЕТРОЗАВОДСКЕ // Принципы экологии. – 2017. – С. 73-76.
  3. Рубцова Н.Б., Токарский А.Ю., Лазаренко Н.В,, Самусенко Т.Г. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ ПЕРСОНАЛА ЭЛЕКТРОСЕТЕВЫХ ОБЪЕКТОВ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ // Acta Biomedica Scientifica. – 2006. – №3. – С. 7-12.
  4. Стурман В.И. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ В ГОРОДЕ БЕЛГОРОДЕ // НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ. – 2017. – №18. – С. 183-191.
  5. Гошин М.Е., Банин И.М. ОЦЕНКА СУММАРНОЙ РЕАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ 50 ГЦ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ В МЕСТАХ НАИБОЛЕЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРЕБЫВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА // Безопасность здоровья человека. – 2017. – №2. – С. 12-26.
  6. Губерниский Ю.Д., Гошин М.Е., Банин И.М. ОЦЕНКА УРОВНЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ В УСЛОВИЯХ ЖИЛОЙ И ОФИСНОЙ СРЕДЫ // Hygiene and sanitation. – 2017. – №96. – С. 1045-1048.
  7. Воробьев А. В., Воробьева Г.Р. Подход к оценке относительной информационной эффективности магнитных обсерваторий сети INTERMAGNET / А.В. Воробьев, Г.Р. Воробьева // Геомагнетизм и Аэрономия. Т. 58 № 5. С. 648–652. 2018.
  8. Воробьев А.В., Воробьева Г.Р. Корреляционный анализ геомагнитных данных, синхронно регистрируемых магнитными обсерваториями INTERMAGNET // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58, № 2, С. 187–193. 2018.
  9. Воробьев, А. В. Геоинформационная система для ам-плитудно-частотного анализа данных наблюдения геомагнитных вариаций и космической погоды / А.В. Воробьев, Г.Р. Воробьева // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, в. 6. – С. 963–972 (doi: 10.18287/2412-6179-2017-41-6-963-972).
  10. Воробьев, А.В. Статистические взаимосвязи вариаций геомагнитного поля, аврорального электроджета и геоиндуцированных токов / А.В. Воробьев, В.А. Пи-липенко, Я.А. Сахаров, В.Н. Селиванов // Солнечно- земная физика. – 2019. – Т.5, №1. – С. 48–58 (doi: 10.12737/szf-51201905).


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «myxomopx»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация