Ανάπτυξη κατάλληλου λογισμικού υπολογισμού της εξατομικευμένης δόσης πρόσληψης ρύπων

Abstract

Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας, αναπτύχθηκε εξολοκλήρου και εκ του μηδενός, από τον συγγραφέα του παρόντος κειμένου Αντωνίου Ιωάννη, το λογισμικό «iPID v1.0» σύμφωνα με την καθοδήγηση του επιβλέποντος και επικεφαλής του εργαστηρίου ατμοσφαιρικής ρύπανσης του ΠΑ.Δ.Α. Δρ. Κωνσταντίνου Μουστρή. Το λογισμικό υπολογίζει την εξατομικευμένη δόση πρόσληψης ρύπων συλλέγοντας τόσο δεδομένα από IoT βάσεις του διαδικτύου που υποστηρίζουν API calls (Online), όσο και από ιστορικό δεδομένων εκτός σύνδεσης (Offline). Στο πρώτο κεφάλαιο, παρέχεται η γενική περιγραφή των δεικτών υπολογισμού της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Το κεφάλαιο εξηγεί την έννοια της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και τον ορισμό της συγκέντρωσης των ρύπων. Στη συνέχεια εξετάζει τους διάφορους τύπους ρύπων που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα καθώς και τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της συγκέντρωσής τους. Επίσης, το κεφάλαιο εισάγει τον Δείκτη Ποιότητας Αέρα (AQI) και εξετάζει τον ορισμό του με βάσει τα αμερικάνικα κριτήρια (USA AQI) και με τα βρετανικά (UK AQI). Στο δεύτερο κεφάλαιο, έχουμε την γενική περιγραφή των δεικτών υπολογισμού ατομικής δόσης ρύπου. Διερευνάμε την επίδραση των σωματιδίων (PM) στην ανθρώπινη υγεία και αναλύουμε την αρχή της πνευμονικής λειτουργίας ώστε να καταλάβουμε την παράμετρο FVC. Επίσης, δίνεται η εισαγωγή της έννοιας των καρδιακών παλμών. Στη συνέχεια, το κεφάλαιο εξηγεί τον ορισμό της προσωπικής δόσης πρόσληψης ρύπου κατά τα μοντέλα «Minute Ventilation Model» M1 και M2. Το τρίτο κεφάλαιο μας εισάγει στον τομέα της πληροφορικής και του προγραμματισμού. Ξεκινά με μια γενική περιγραφή των τύπων προγραμματισμού στην επιστήμη της πληροφορικής. Στην συνέχεια, γίνεται αναφορά στη Microsoft Visual C# και την έκδοση 4.7 του .NET Framework. Ορίζει επίσης τις βιβλιοθήκες DLL, τα αρχεία CSV , τα αρχεία JSON, τα αρχεία XML και μας εισάγει στο PlantUML, εργαλείο χρήσιμο για την σχεδίαση συστημάτων. Το τέταρτο κεφάλαιο, παρέχει μια γενική περιγραφή του HTTP και του Internet of Things (IoT). Αρχικά, ορίζει το IoT και την αρχιτεκτονική δομή των συστημάτων IoT. Στη συνέχεια, το κεφάλαιο εξηγεί το πρωτόκολλο HTTP, περιγράφει τη μέθοδο GET του πρωτοκόλλου και εξερευνά τα μηνύματα επιβεβαίωσης κατάστασης στο HTTP. Στην συνέχεια, ορίζει περαιτέρω τις κλήσεις API Calls και παρουσιάζει τον τρόπο υλοποίησης αυτών στην πλατφόρμα της PurpleAir και της AQMesh. Στο πέμπτο κεφάλαιο, έχουμε μια γενική περιγραφή του λογισμικού του iPID v1.0. Συνοπτικά, εξετάζονται οι καρτέλες του προγράμματος και με σύντομο και γενικό τρόπο οι περισσότερες λειτουργίες του. Στο έκτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται μια μελέτη περίπτωσης χρησιμοποιώντας το λογισμικό iPID v1.0. Γίνεται αναφορά για τον τρόπο συλλογής των δεδομένων καθώς και του τρόπου ελέγχου της αξιοπιστίας του δείγματος. Στη συνέχεια, ορίζεται ο δείκτης Μάζας Σώματος (ΔΜΣ) και περιγράφεται αναλυτικά η πορεία πραγματοποίησης της μελέτης μέσω του λογισμικού. Συνοπτικά, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα AQI, PID και TID. Τέλος, στο έβδομο κεφάλαιο, αποτυπώνεται η συνολική εικόνα της εργασίας μέσω των αποτελεσμάτων και των συμπερασμάτων που προέκυψαν.