Розробка веб-системи управління евакуаційними заходами та інформування населення при екологічних загрозах

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню процесів автоматизації муніципального цивільного захисту, моделювання зон екологічної небезпеки та побудови оптимальних маршрутів логістики цивільного населення. В першому розділі кваліфікаційної роботи описано нормативно-правове підґрунтя цивільного захисту України та специфіку управління евакуаційними заходами на місцевому рівні. Висвітлено критичний аналіз функціональних недоліків чинних систем-аналогів екологічного моніторингу та оповіщення. Розглянуто обґрунтування доцільності вибору легковагового асинхронного та картографічного інструментарію розробки. Проаналізовано предметну область і сформульовано повний перелік функціональних та нефункціональних технічних вимог до проєктованої веб-системи управління евакуаційними заходами та інформування населення при екологічних загрозах для міста Зборів. В другому розділі кваліфікаційної роботи здійснено системний аналіз предметної області та об'єктно-орієнтоване проєктування трирівневої клієнт-серверної архітектури вебзастосунку. Досліджено інформаційне забезпечення сервісу, спроєктовано та нормалізовано до третьої нормальної форми (3NF) реляційну базу даних SQLite, яку наповнено верифікованими даними про фонд захисних споруд громади. Подано обґрунтування математичного апарату на основі геодезичної формули Гаверсину для ітераційного розрахунку найкоротших лінійних відстаней від користувача до укриття. В третьому розділі кваліфікаційної роботи описано програмну реалізацію асинхронного серверного REST API на базі фреймворку FastAPI та мови Python. Проаналізовано архітектурну логіку розробки Progressive Web App (PWA), зокрема життєвий цикл та алгоритми роботи сервіс-воркера для реалізації підсистеми пуш-сповіщень і забезпечення автономного офлайн-режиму картографічного рушія Leaflet. Проведено комплексне експериментальное тестування працездатності створених модулів, складено матрицю тестових сценаріїв та виконано децентралізоване розгортання інфраструктури на хмарних платформах GitHub Pages і Render. Об’єкт дослідження: процес оперативного управління евакуаційними заходами та інформування цивільного населення при виникненні надзвичайних ситуацій екологічного або техногенного характеру муніципального рівня. Предмет дослідження: архітектурні патерни, математичні методи, моделі, алгоритми та програмно-технічні засоби розробки адаптивної кросплатформеної картографічної веб-системи екстреного сповіщення та координації маршрутів безпеки. Анотація *

The qualification work is dedicated to the development and engineering implementation of an adaptive cross-platform mapping web system for operational evacuation management and public notification during environmental and man-made emergencies at the municipal level. The goal of the work is to automate the processes of civil protection in the Zboriv municipality by creating a high-performance, resilient geographic information service that ensures real-time threat modeling, automatic geolocation, routing to the nearest shelters, and instant background push notifications. The first section of the qualification paper considered the regulatory and legal framework of civil protection in Ukraine, a comprehensive analysis of the functional deficiencies of existing environmental monitoring and public notification analogues, and the formulation of strict functional and non-functional technical requirements for the target system. In the second section of the qualification work, it is considered the system analysis of the subject area, the object-oriented design of a three-tier client-server architecture, the configuration and 3NF-normalization of the relational SQLite database populated with verified municipal data, and the mathematical apparatus based on the geodesic Haversine formula for calculating the shortest distances to protective structures. In the third section of the qualification work, it is described the software implementation of the asynchronous server REST API using FastAPI and Python, the development of the Progressive Web App (PWA) client-side interface on top of the Leaflet mapping engine, the lifecycle of background service workers for offline operation, and the verification of system performance through experimental testing and cloud deployment.