Baza danych multimedialnego systemu monitorowania hałasu

Na potrzeby systemu opracowano dedykowaną bazę danych. Jej głównym zadaniem jest łatwe gromadzenie i efektywne przetwarzanie pozyskanych wyników pomiarów oraz pozostałych danych niezbędnych do działania wszystkich modułów systemu. Podstawowe typy danych obecnych w systemie stanowią: wyniki pomiarów hałasu i innych parametrów środowiska przesłane przez stacje pomiarowe, numeryczny model terenu wraz z informacjami na temat źródeł hałasu znajdującymi się na analizowanym obszarze, obliczone mapy hałasu oraz dane tworzone podczas działania serwisu WWW. Na rysunku 5.6 przedstawiono fragment struktury bazy danych odpowiedzialny za przechowywanie wyników pomiarów hałasu oraz tworzenie map hałasu. Kolorem czerwonym zaznaczono tabelę zawierającą nowe wskaźniki szkodliwości hałasu opracowane przez autora niniejszej rozprawy. Ich definicje oraz dokładny opis zostały zamieszczone w rozdziale 7.

Pomiary:

Rys. 5.7. Struktura bazy danych MSMH do przechowywania wyników pomiarów hałasu i sporządzonych map hałas

KaŜdy z wymienionych wyŜej typów danych charakteryzuje się odrębną specyfiką. Wymagał zatem opracowania specyficznych mechanizmów obsługi procesu dodawania i odczytywania danych. PoniŜej zamieszczono szczegółowy opis poszczególnych tabel opracowanej bazy danych.

Tabela „Pomiary”

W tabeli przechowywane są wyniki przesłane przez poszczególne stacje pomiarowe. Zastosowanie wyŜej opisanego protokołu komunikacji umoŜliwia wprowadzenie bezpośrednio odebranych danych bez konieczności dodatkowego ich modyfikowania. W tabeli tej zapisywane są podstawowe informacje o zmierzonym poziomie hałasu w powiązaniu z pozycją geograficzną i czasem wykonanych pomiarów. Dodatkowo zapisywana jest informacja o stacji, która wykonała i przesłała wyniki.

Punkt pomiarowy – jest to pole wskazujące, za pomocą relacji wiele do jeden, na punkt pomiarowy, który odpowiada miejscu, w którym wykonano pomiar. W przypadku, gdy pomiar nie jest przypisany do Ŝadnego z punktów pomiarowych, naleŜy umieścić w tej kolumnie wartość NULL. MoŜe to mieć miejsce w przypadku mobilnego (ruchomego) punktu pomiarowego, lub gdy pozycja geograficzna danego pomiaru nie znajduje się w pobliŜu Ŝadnego ze zdefiniowanych punktów pomiarowych.

Stacje pomiarowe – jest to pole wskazujące, za pomocą relacji wiele do jeden, na stację pomiarową, która wykonała dany pomiar – relacja skierowana jest na odpowiedni rekord w tablicy stacji pomiarowych.

Tabela „Pomiary statystyczne”

Stacja pomiarowa, oprócz wartości chwilowych, dokonuje równieŜ analizy hałasu w długim przedziale czasu. Do przechowywania w ten sposób uzyskanych danych zaprojektowano dedykowaną tabelę. Zawiera ona podstawowe informacje identyfikujące czas i miejsce wykonania pomiaru. Są one przechowywane w następujących polach: (ID – unikatowy identyfikator pomiaru), punkt pomiarowy, jeŜeli dane pobrano w znanym punkcie pomiarowym to zawiera jego identyfikator (relacja z tabelą „punkty pomiarowe”), stacja pomiarowa – identyfikator stacji pomiarowej, która wykonała pomiar (relacja z tabelą „stacje pomiarowe”), pozycja geograficzna, czas pomiaru. Główne parametry statystyczne przechowywane w tej tabeli, to: wartości minimalne, równowaŜne i maksymalne poziomów hałasu, widma tercjowe oraz histogramy. Stacja pomiarowa moŜe przekazywać róŜnorodne dane statystyczne, w zaleŜności od jej konfiguracji. W tabeli pomiary statystyczne są zapisywane jedynie numery rekordów zawierających konkretne wartości widma tercjowego, histogramu lub parametrów dodatkowych wyznaczanych za pomocą psychoakustycznego dozymetru hałasowego. Wartości tych parametrów są fizycznie przechowywane w dodatkowych

tabelach. Takie rozwiązanie pozwala na optymalne zagospodarowanie pamięci i stwarza moŜliwość łatwego przeglądania wybranych typów danych.

Tabela „Punkty pomiarowe”

W systemie monitorowania hałasu wprowadzono dwa sposoby prowadzenia pomiarów. Pierwszy zakłada czasowe zainstalowanie stacji monitorowania hałasu w wybranym punkcie miasta, o znanej pozycji geograficznej. Taki punkt określono jako punkt stacjonarny. Drugi rodzaj punktu to taki, który moŜe być przemieszczany w obrębie miasta np. w dedykowanym do tego celu samochodzie. Ten rodzaj określono jako mobilny. W tym przypadku pozycja wykonania pomiaru jest określana za pomocą odbiornika sygnału GPS. NaleŜy zwrócić uwagę na parametr pozycji geograficznej, który równieŜ znajduje się w tabeli pomiary. W przypadku punktów stacjonarnych informacja o lokalizacji jest znana i parametr ten zawarty w tabeli „Pomiary” jest ignorowany. W przypadku mobilnych punktów pomiarowych lokalizacja punktu nie jest określona, lecz jest odczytywana właśnie z tabeli „Pomiary”. Rodzaj punktu jest znany w trakcie wykonywania pomiaru i informacja ta jest przekazywana przez stację monitorującą i zapisywana w tabeli, w kolumnie typ punktu. KaŜdy punkt jest ponadto charakteryzowany przez dodatkowe informacje zawarte w polach: nazwa, opis, miasto (identyfikator miasta, wskazuje na rekord przypisany danemu miastu w tabeli miast). W polach tych zawarto dokładne informacje o lokalizacji punktu, takie jak ulica, opis miejsca zainstalowania stacji. Tabela „Punkt pomiarowy” zawiera ponadto unikatowy identyfikator. Znajduje się on w kolumnie „punkt pomiarowy” w tabeli „pomiary” i według niego odszukiwany jest docelowy rekord relacji.

Tabela „Stacje pomiarowe”

Tabela zawiera dane o urządzeniach pomiarowych. KaŜdy egzemplarz urządzenia posiada własny rekord w tej tabeli. KaŜde urządzenie charakteryzowane jest przez:

ID – identyfikator, na który powołuje się rekord w tabeli „pomiary”, nr seryjny – unikatowy numer egzemplarza urządzenia,

wersja – wersja oprogramowania zainstalowana w urządzeniu, opis – opis tekstowy urządzenia.

KaŜdy pomiar w tabeli „pomiary” wskazuje na ID urządzenia, które ten pomiar wykonało. To ID wskazuje na parę zawierającą egzemplarz urządzenia, które dokonało pomiaru oraz wersję oprogramowania. W przypadku zmiany wersji oprogramowania

generowany jest nowy rekord w tabeli „stacje pomiarowe”, zawierający nowe ID, poprzedni numer seryjny urządzenia (który jest stały) oraz wersje nowego oprogramowania. Dzięki temu moŜna dotrzeć do wersji oprogramowania, za pomocą której wykonano dany pomiar, co moŜe być cenną informacją w przypadku wykrycia błędów w pewnych wersjach oprogramowania.

Tabela „Miasta”

Tabela zawiera dane o terenie, w którym prowadzone są pomiary. KaŜdy rekord, zawierający punkt pomiarowy, posiada identyfikator miasta, do którego jest przypisany.

Dzięki temu moŜliwe jest pobranie punktów pomiarowych leŜących w obrębie danego miasta. Rekord tabeli miasto zawiera dane GIS miasta, potrzebne do generowania mapy hałasu dla danego terenu. Kolumny tabeli „miasta”:

ID – identyfikator miasta. Unikatowa wartość identyfikatora słuŜy do wskazywania rekordu, na który wskazuje relacja z tabeli „punkty pomiarowe”,

nazwa – tekstowa nazwa miasta,

opis – opis tekstowy miasta (uwagi, notatki), plan – binarne dane GIS z informacjami o terenie.

Rekord danych miasta zawiera warstwy GIS potrzebne do wygenerowania na ich podstawie mapy hałasu. Z powodów optymalizacyjnych zdecydowano się umieścić całość danych GIS o mieście w jednym binarnym zbiorze danych. Inną moŜliwością byłoby utworzenie osobnej tabeli z danymi GIS miast, w której kaŜdy rekord odpowiadałby jednemu elementowi składającemu się na plan miasta (np. pojedynczy budynek, ulica, chodnik). Byłaby to jednak bardzo duŜa ilość danych. Wyszukiwanie oraz zwracanie informacji o mieście na tak niskim poziomie mogłoby w znaczny sposób obciąŜać bazę danych i pogorszyć wydajność systemu. Zdecydowano się więc na rozwiązanie, w którym w polu „plan” trzymany będzie jedynie adres URL do pliku z planem miasta.

Tabela „Mapy hałasu”

Tabela mapy hałasu zawiera informacje o dostępnych mapach hałasu.

Zamieszczono w niej równieŜ szereg dodatkowych informacji takich, jak: przedział czasu, dla którego mapa została wykonana, obszar miasta objęty jej zasięgiem, opis.

Pole miasto umoŜliwia stworzenie relacji z tabelą miasta. Wynika to z faktu, iŜ dla jednego miasta moŜe być dostępnych wiele róŜnych map hałasu, wyznaczonych np. dla

róŜnych przedziałów czasowych. Dodano dodatkowe pole opis, moŜna w nim zamieścić komentarz dotyczący sporządzonej mapy hałasu. Podobnie, jak w przypadku tabeli miasta, tak i w tym przypadku w rekordzie przechowywana jest jedynie informacja o katalogu, w którym umieszczono kompletny zbiór materiałów stanowiących mapę hałasu.

Tabela „Parametry psychoakustyczne”

Tabela ta zawiera nowe wskaźniki szkodliwości hałasu. Jak wspomniano wyŜej, ich definicje i dokładny opis zamieszczono w rozdziale 7.5. Odzwierciedlają one nowy sposób opisu skutków ekspozycji na hałas. Opisana wyŜej stacja pomiarowa umoŜliwia wyznaczanie tych wskaźników w czasie rzeczywistym.