1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Бакалавр
  4. 122 — Компʼютерні науки (бакалаври)
霂瑞霂��撘����迨��辣: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49470
Title: Консолідація даних IoT-пристроїв розумних міст на основі DataMesh
Other Titles: IoT Device Data Consolidation for Smart Cities Based on DataMesh
Authors: Гнатяк, Артем Русланович
Hnatiak, Artem
Affiliation: ТНТУ ім. І. Пулюя, Факультет комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії, Кафедра комп’ютерних наук, м. Тернопіль, Україна
Bibliographic description (Ukraine): Гнатяк А. Р. Консолідація даних IoT-пристроїв розумних міст на основі DataMesh : робота на здобуття кваліфікаційного ступеня бакалавра : спец. 122 - комп’ютерні науки / наук. кер. О. М. Дуда. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2025. 71 с.
Issue Date: 24-六月-2025
Submitted date: 10-六月-2025
Date of entry: 3-七月-2025
Publisher: ТНТУ ім. І.Пулюя, ФІС, м. Тернопіль, Україна
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопіль
Supervisor: Дуда, Олексій Михайлович
Duda, Oleksii
UDC: 004.9
Keywords: 122
домени даних
інформаційно-технологічна платформа
консолідація даних
міждоменний обмін даними
розумні міста
сховище даних
iot
data domains information
technology platform
data consolidation
cross-domain data exchange
smart cities
data warehouse
data mesh
Page range: 71
Abstract: Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню та обґрунтуванню ефективність застосування архітектури DataMesh для консолідації даних, що генеруються IoT-пристроями у контексті «розумних міст». В першому розділі кваліфікаційної роботи подано означення «розумних» систем. Описано та проаналізовано інноваційний концепт «розумне місто». Розглянуто означення інформаційного продукту. Досліджено інформаційні системи та технології «розумного» моніторингу. Подано інформацію щодо Інтернету речей (IoT), сховищ даних (DW), обробки онлайн-транзакцій (OLTP), операційної аналітики (OLAP) та бізнес-аналітики (BI). Окремо подано опис процесів видобування, перетворення та завантаження (ETL) даних. В другому розділі кваліфікаційної роботи подано означення DataMesh. Проаналізовано принципи DataMesh. Зокрема подано топологію DataMesh. Описана парадигма DataMesh для подієво-орієнтованої системи моніторингу «розумних» спільнот. Розкрито суть домена DataMesh. В третьому розділі кваліфікаційної роботи описано виконано аналіз відношень між ключовими принципами консолідації даних «розумних міст». Подано концептуалізацію інформаційно-технологічної платформи для консолідації даних «розумних міст». Описано міждоменний обмін даними «розумних міст». Розглянуто законодавство про обмін даними та захист даних
The qualification thesis is devoted to the research and justification of the effectiveness of applying the DataMesh architecture for the consolidation of data generated by IoT devices in the context of smart cities. The first chapter of the thesis provides definitions of “smart” systems. It describes and analyzes the innovative concept of a “smart city.” The definition of an information product is considered. Information systems and technologies for smart monitoring are examined. Information is presented on the Internet of Things (IoT), data warehouses (DW), online transaction processing (OLTP), online analytical processing (OLAP), and business intelligence (BI). A separate description is provided of the processes of data extraction, transformation, and loading (ETL). The second chapter of the thesis introduces the concept of DataMesh. The principles of DataMesh are analyzed, including its topology. The DataMesh paradigm is described for an event-driven monitoring system of smart communities. The essence of the DataMesh domain is explained. The third chapter of the thesis presents an analysis of the relationships between the key principles of data consolidation in smart cities. A conceptualization of the information technology platform for smart city data consolidation is provided. The chapter describes interdomain data exchange in smart cities. Legislation related to data exchange and data protection is also considered
Description: Роботу виконано на кафедрі комп'ютерних наук Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя. Захист відбудеться 24.06.2025р. на засіданні екзаменаційної комісії №30 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя
Content: ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1. ОЗНАЧЕННЯ, КОНЦЕПТИ, ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ «РОЗУМНИХ МІСТ» 11 1.1 Означення «розумних» систем 11 1.2 Інноваційний концепт «розумне місто» 13 1.3 Означення інформаційного продукту 15 1.4 Інформаційні системи та технології «розумного» моніторингу 17 1.4.1 Інтернет речей (IoT) 18 1.4.2 Сховище даних (DW) 19 1.4.3 Обробка онлайн-транзакцій (OLTP), операційна аналітика (OLAP) та бізнес-аналітика (BI) 20 1.4.4 Видобування, перетворення, завантаження (ETL) даних 22 1.5 Висновок до першого розділу 23 РОЗДІЛ 2. DATAMESH ТА КЛЮЧОВІ ПРИНЦИПИ КОНСОЛІДАЦІЇ ДАНИХ IOT-ПРИСТРОЇВ «РОЗУМНИХ МІСТ» 24 2.1 Означення DataMesh 24 2.2 Принципи DataMesh 24 2.2.1 Топологія DataMesh 25 2.2.2 Парадигма DataMesh для подієво-орієнтованої системи моніторингу «розумних» спільнот 27 2.2.3 Домен DataMesh 31 2.3 Ключові принципи консолідації даних IoT-пристроїв «розумних міст» на основі DataMesh 33 2.4 Висновок до другого розділу 37 РОЗДІЛ 3. КОНЦЕПТУАЛІЗАЦІЯ ПЛАТФОРМИ ТА ПРОЦЕСІВ КОНСОЛІДАЦІЇ ДАНИХ «РОЗУМНИХ МІСТ» 38 3.1 Аналіз відношень між ключовими принципами консолідації даних «розумних міст» 38 3.2 Концептуалізація інформаційно-технологічної платформи для консолідації даних «розумних міст» 41 3.3 Міждоменний обмін даними «розумних міст» 44 3.4 Законодавство про обмін даними та захист даних 50 3.5 Висновок до третього розділу 54 РОЗДІЛ 4. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 55 4.1 Психологічні чинники небезпеки 55 4.2 Вимоги пожежної безпеки при гасінні електроустановок 60 4.3 Висновок до четвертого розділу 62 ВИСНОВКИ 64 ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ 66
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49470
Copyright owner: © Гнатяк Артем Русланович, 2025
References (Ukraine): 1. Pongpech W.A. A distributed data mesh paradigm for an event-based smart communities monitoring product. Procedia Computer Science, 2023, 220: 584-591.
2. Duda, O., Kunanets, N., Martsenko, S., Nykytyuk, V., & Pasichnyk, V. (2021). Information technology platform for the selection and analytical processing of information on COVID-19.
3. Дуда, О., Мацюк, О., Пасічник, В. В., & Кунанець, Н. Е. (2018). Концепт «розумне місто» та інформаційні технології BigData.
4. Duda, O., Kunanets, N., Martsenko, S., Nykytyuk, V., & Pasichnyk, V. (2021). COVID-19 data collections and analytical processing.
5. Duda, O., Kunanets, N., Matsiuk, O., & Pasichnyk, V. (2022). Cloud-based IT infrastructure for “smart city” projects. In D. Bădică, V. Kołodziej, M. Ganzha, & M. Paprzycki (Eds.), Dependable IoT for human and industry (pp. 389–409). Springer.
6. PWC. (2017). Why we need Smart Cities. Retrieved from https://www.pwc.com/gx/en/industries/government-public-services/Smart-Cities.html.
7. Business Wire. (2019). The Growth in Connected IoT Devices is Expected to Generate 79.4ZB of Data in 2025, According to a New IDC Forecast.
8. Duda, O., Kochan, V., Kunanets, N., Matsiuk, O., Pasichnyk, V., & Sachenko, A. (2019). Data processing in IoT for smart city systems.
9. Business Insider. (2020). How Smart city technology & the Internet of Things will change our apartments, grids and communities. Retrieved from https://www.businessinsider.com/iot-Smart-city-technology/.
10. Duda, O., Kunanets, N., Matsiuk, O., & Pasichnyk, V. (2018). Information-communication technologies of IoT in the “smart cities” projects. Proceedings of the 11th International Conference on ICT in Education, Research and Industrial Applications.
11. Deloitte. (2018). Forces of change: Smart Cities. Retrieved from https://www2.deloitte.com/us/en/insights/focus/Smart-city/overview.html.
12. Hassan, N., Gillani, S., Ahmed, E., Yaqoob, I., Imran, M., 2018. The role of edge computing in internet of things. IEEE Communications Magazine 56, 110–115. doi:10.1109/MCOM.2018.1700906.
13. Gonc¸alves, R., J. M. Soares, J., M. F. Lima, R., 2020. An iot-based framework for smart water supply systems management. Future Internet 12. URL: https://www.mdpi.com/1999-5903/12/7/114, doi:10.3390/fi12070114.
14. Oliveira-Jr, A., Resende, C., Pereira, A., Madureira, P., Gonc¸alves, J., Moutinho, R., Soares, F., Moreira, W., 2020. Iot sensing platform as a driver for digital farming in rural africa. Sensors 20. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/20/12/3511, doi:10.3390/s20123511.
15. Singh, M., Ahmed, S., 2020. Iot based smart water management systems: A systematic review. Materials Today: Proceedings URL: https:// www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214785320364701, doi:https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.588.
16. Salam, A., 2020. Internet of Things in Water Management and Treatment. Springer International Publishing, Cham. pp. 273–298. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-35291-2_9, doi:10.1007/978-3-030-35291-2_9.
17. Mohan, N., Kangasharju, J., 2016. Edge-fog cloud: A distributed cloud for internet of things computations, in: 2016 Cloudification of the Internet of Things (CIoT), pp. 1–6. doi:10.1109/CIOT.2016.7872914.
18. Robberechts, J., Sinaeepourfard, A., Goethals, T., Volckaert, B., 2020. A novel edge-to-cloud-as-a-service (e2caas) model for building software services in smart cities, in: 2020 21st IEEE International Conference on Mobile Data Management (MDM), pp. 365–370. doi:10.1109/ MDM48529.2020.00079.
19. Duda, O. M., Kunanets, N. E., Matsiuk, O. V., Pasichnyk, V. V., & Rzheuskyi, A. V. (2018). Fog computing and Big data in projects of class smart city.
20. Орлов М. В., Дуда О. М., Жовнір Ю. І., Грибовський О.М. Інструменти методології DevOps в інформаційних системах на основі технологій IoT. Комп'ютерно-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво, Випуск 57, 2024, с. 128-138. ISSN 2524-0552; eISSN 2524-0560, DOI: https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2024-57-15
21. Орлов М.В., Грибовський О.М., Жовнір Ю.І., Дуда О.М., Від концепції до реальності: роль методології devops в екосистемах iot. Науковий журнал «Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки». Том 35 (74) № 6 2024. Частина 2. Видавничий дім «Гельветика». 2024. с. 163-170. ISSN 2663-5941 (Print), ISSN 2663-595X (Online) DOI https://doi.org/10.32782/2663-5941/2024.6.2/22.
22. McLaren, D., & Agyeman, J. (2015). Sharing Cities: A case for truly Smart and sustainable Cities. In Sharing Cities: A Case for Truly Smart and Sustainable Cities. https://doi.org/10.17583/rimcis.2018.3641.
23. Kranenburg, R. V., & Bassi, A. (2012). IoT Challenges. Communications in Mobile Computing. https://doi.org/10.1186/2192-1121-1-9.
24. Mateus-Coelho, N., Cruz-Cunha, M., Silva-Ávila, P. (2021). "Applicationof the Industry 4.0 technologies to mobile learning and health education apps". FME Transactions 49 4 (2021): 876-885.http://dx.doi.org/10.5937/fme2104876m.
25. Duda, O., Pasichnyk, V., Lypak, H., Veretennikova, N., Kunanets, N., & Matsiuk, O. (2021). Formation of Integrated Repositories of Social and Communication Data by Consolidating the Resources of Museums, Libraries and Archives in Smart Cities Projects.
26. Geetha, S., Dhanani, K. R., Doshi, P. P. (2020). Data Analysis and ETL Tools in Business Intelligence. V. VII, 127-131. DOI: https:/ / doi.org/ 10.26562/ irjcs.2020.v0705.007.
27. ZentuT. (2021). Kimball vs Inmon na arquitetura de data warehouse. https://www.zentut.com/data-warehouse/ralph-kimball-data-warehousearchitecture/.
28. Kimball, R., Ross, M. (2013). The Datawarehouse Toolkit: The Definitive Guide to Dimensional Modeling, Terceira edição. Indianapolis, IN 46256.Publicado por John Wiley & Sons, Inc.
29. Duda, O., Pasichnyk, V., Kunanets, N., Antonii, R., & Matsiuk, O. (2020). Multidimensional representation of covid-19 data using olap information technology.
30. Дуда, О., & Станько, А. (2023). Архітектура мережевої платформи моніторингу об’єктів у кіберфізичних системах «розумних міст». Вісник Хмельницького національного університету. Серія: «Технічні науки», №4, 10-19. ISSN 2307-5732. DOI 10.31891/2307-5732.
31. Dehghani, Z., 2022. Data Mesh. O’Reilly Media. URL: https://books.google.co.th/books?id=GOnzDwAAQBAJ.
32. Strengholt, P., 2020. Data Management at Scale. O’Reilly Media. URL: https://books.google.co.th/books?id=GOnzDwAAQBAJ.
33. Sahni, Y., Cao, J., Zhang, S., Yang, L., 2017. Edge mesh: A new paradigm to enable distributed intelligence in internet of things. IEEE Access 5, 16441–16458. doi:10.1109/ACCESS.2017.2739804.
34. Machado, I., Costa, C., Santos, M.Y., 2021. Data-driven information systems: The data mesh paradigm shift.
35. Machado, I.A., Costa, C., Santos, M.Y., 2022. Data mesh: Concepts and principles of a paradigm shift in data architectures. Procedia Computer Science 196, 263–271. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S1877050921022365, doi:https: //doi.org/10.1016/j.procs.2021.12.013. international Conference on ENTERprise Information Systems / ProjMAN – International Conference on Project MANagement / HCist – International Conference on Health and Social Care Information Systems and Technologies 2021.
36. Duda, O., Dzhydzhora, L., Matsiuk, O., Stanko, A., Kunanets, N., & Pasichnyk, V. (2020). Mobile information system for monitoring the spread of viruses in smart cities. SISN, 8, 65-70. ISSN: 2524-065X. Online ISSN: 2663-0001. DOI https://doi.org/10.23939/sisn2020.08.065
37. Joyce, A., & Javidroozi, V. (2024). Smart city development: Data sharing vs. data protection legislations. Cities, 148, 104859.
38. О. Дуда, О. Захарія, Т. Крамар, А. Мельник, П. Скалецький. Архітектура системи організації даних «розумних міст» на основі концепту data mesh. Вісник національного університету «Львівська політехніка» серія Інформаційні системи та мережі, Випуск 17, (2025): с. 411 - 424. ISSN: 2524-065X https://doi.org/10.23939/sisn2025.17.411
39. Kunanets, N., Zhovnir, Y., Burov, Y., Pasichnyk, V., & Duda, O. (2025). Designing the structure and architecture of situation-aware security information systems for residential complexes. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, 1(9(133)), 6–23.
40. Oleksii, D., Oleksandr, M., Mikolaj, K., Nataliia, V., Nataliia, K., & Volodymyr, P. (2018). Information Technologies of Internet Devices and BigData in the “Smart Cities” Projects.
41. Жовнір Ю. І., Грибовський О. М., Орлов М. В., Дуда О. М. , Кунанець Н. Е. Методологія розроблення та супроводу інформаційних систем, базованих на технології інтернету речей Управління розвитком складних систем 2024.- Вип.60, С. 56-71. https://doi.org/10.32347/2412-9933.2024.60.56-70.
42. Clement, J., Manjon, M., & Crutzen, N. (2022). Factors for collaboration amongst smart city stakeholders: A local government perspective. Government Information Quarterly, 39(4), Article 101746.
43. Mukherjee, A., Sahoo, S., & Halder, R. (2022). A blockchain-based integrated and interconnected hybrid platform for smart city ecosystem. Peer-to-Peer Networking and Applications, 15(4), 2116–2141.
44. Van Der Hoogen, A., Scholtz, B., & Calitz, A. (2019). A smart city stakeholder classification model. In 2019 Conference on Information Communications Technology and Society, ICTAS 2019.
45. Tsampoulatidis, Ioannis, Nicos Komninos, Evangelos Syrmos, and Dimitrios Bechtsis. 2022. “Universality and interoperability across smart city ecosystems.” Lecture notes in computer science (including subseries lecture notes in artificial intelligence and lecture notes in bioinformatics) 13325 LNCS:218–30.
46. Bibri, S. E. (2018). The IoT for smart sustainable cities of the future: An analytical framework for sensor-based big data applications for environmental sustainability. Sustainable Cities and Society, 38, 230–253.
47. Mukherjee, S., Gupta, S., Rawlley, O., & Jain, S. (2022). Leveraging big data analytics in 5G-enabled IoT and industrial IoT for the development of sustainable smart cities. Transactions on Emerging Telecommunications Technologies, 33(12), Article e4618.
48. Paskaleva, K., Evans, J., Martin, C., Linjordet, T., Yang, D., & Karvonen, A. (2017). Data governance in the sustainable smart city. Informatics, 4(4), 41.
49. Javidroozi, V., Shah, H., & Feldman, G. (2019b). Urban computing and smart cities: Towards changing city processes by applying enterprise systems integration practices. IEEE Access, 7, 108023–108034.
50. Asswad, Jad and Jorge Marx Gomez. 2021. “Data ownership: A survey.” Information 2021, Vol. 12, Page 465 12(11):465.
51. Paiho, S., Tuominen, P., Rokman, J., Ylike¨ ra¨la, M., Pajula, J., & Siikavirta, H. (2022).¨ Opportunities of collected city data for smart cities. IET Smart Cities, 4(4), 275–291.
52. Abdalla, W., Renukappa, S., Suresh, S., & Al-Janabi, R. (2019). Challenges for managing smart cities initiatives: An empirical study. In Proceedings - 2019 3rd International Conference on Smart Grid and Smart Cities, ICSGSC 2019 (pp. 10–17).
53. Cui, L., Xie, G., Youyang, Q., Gao, L., & Yang, Y. (2018). Security and privacy in smart cities: Challenges and opportunities. IEEE Access, 6, 46134–46145.
54. Kieu, T. K., Grattan, K., Goldman, B., Ha, T. T. T., Thi, T. T. T., Pomeroy-Stevens, A., & Bachani, D. (2022). Bringing sectors together in Da Nang, Vietnam: Participatory systems mapping. Journal of Urban Health, 99(4), 760–769.
55. Kosba, A., Miller, A., Shi, E., Wen, Z., & Papamanthou, C. (2016). Hawk: The blockchain model of cryptography and privacy-preserving smart contracts. In Proceedings - 2016 IEEE Symposium on Security and Privacy, SP 2016 (pp. 839–858).
56. Anisetti, M., Ardagna, C. A., Braghin, C., Damiani, E., Polimeno, A., & Balestrucci, A. (2021). Dynamic and scalable enforcement of access control policies for big data. In ACM International Conference Proceeding Series (pp. 71–78).
57. Vandercruysse, L., Buts, C., & Dooms, M. (2020). A typology of smart city services: The case of data protection impact assessment. Cities, 104, Article 102731.
58. Pomp, A., Paulus, A., Burgdorf, A., & Meisen, T. (2021). A semantic data marketplace for easy data sharing within a smart city. International Conference on Information and Knowledge Management, Proceedings, 4774–4778.
59. Chiara, P. G. (2021). The balance between security, privacy and data protection in IoT data sharing: A critique to traditional ‘Security&Privacy’ surveys. European Data Protection Law Review, 7(1), 18–30.
60. Bargh, M. S., Meijer, R., Choenni, S., & Conradie, P. (2014). Privacy protection in data sharing: Towards feedback based solutions. In ACM International Conference Proceeding Series (pp. 28–36) (2014-January).
61. Graef, I., Tombal, T., & de Streel, A. (2019). Limits and enablers of data sharing. An analytical framework for EU competition, data protection and consumer law. SSRN Electronic Journal, 1–34.
62. Christofi, Athena, Rob Heyman, Laurens Vandercruysse, Valerie Verdoodt, Caroline Buts, Michael Dooms, Jo Pierson, and Peggy Valcke. 2019. “Smart city privacy: Enhancing collaborative transparency in the regulatory ecosystem.” 2019 CTTE-FITCE: Smart cities and information and communication technology, CTTE-FITCE 2019.
63. Denker, A. (2021). Protection of privacy and personal data in the Big Data environment of smart cities. In The international archives of the photogrammetry, remote sensing and spatial information sciences XLVI-4-W5-2021(4/W5-2021) (pp. 181–186).
64. Lnenicka, M., Nikiforova, A., Luterek, M., Azeroual, O., Ukpabi, D., Valtenbergs, V., & Machova, R. (2022). Transparency of open data ecosystems in smart cities: Definition and assessment of the maturity of transparency in 22 smart cities. Sustainable Cities and Society, 82, Article 103906.
65. Gruschka, Nils, Vasileios Mavroeidis, Kamer Vishi, and Meiko Jensen. 2019. “Privacy issues and data protection in Big Data: A case study analysis under GDPR.” Proceedings - 2018 IEEE International Conference on Big Data, Big Data 2018 5027–33.
66. Braun, T., Fung, B. C. M., Iqbal, F., & Shah, B. (2018). Security and privacy challenges in smart cities. Sustainable Cities and Society, 39, 499–507.
67. Стручок В.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання / В.С.Стручок. — Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2022. — 156 с.
68. Ткачук, К. Н., Зацарний, В. В., Зеркалов, Д. В., Полукаров, О. І., Коз’яков, В. С., Мітюк, Л. О., ... & Луц, Т. Є. (2014). Основи охорони праці.
69. Стручок В.С. Техноекологія та цивільна безпека. Частина «Цивільна безпека». Навчальний посібник. 2022.
Content type: Bachelor Thesis
�蝷箔����:122 — Компʼютерні науки (бакалаври)

��辣銝剔�﹝獢�:
獢�獢� ��膩 憭批���撘� 
2025_KRB_SN-41_Hnatiak_AR.pdfДипломна робота1,95 MBAdobe PDF璉�閫�/撘��
�蝷箸�辣摰蝥芸��


�DSpace銝剜�������★��������雿��.

蝞∠�極�