vpelkonen / pelastustoimen-simulaatiopaikannusjarjestelma Goto Github PK

Heikki Lahtela, Ville Pelkonen

• Ohjelmistotuotanto - Paloturvallisuuden testaukseen tarkoitettu paikkatietosovellus
  • Sisällys
  • 1. Johdanto
  • 2. Käyttötapaukset
    • 2.1 Käyttäjäryhmien määrittely
    • 2.2 Käyttötapaus: Käytön elinkaari
  • 3. Järjestelmäarkkitehtuuri
  • 4. Vaatimukset
    • 4.1 Funktionaaliset vaatimukset
    • 4.2 Ei-funktionaaliset järjestelmävaatimukset
  • 5. Käyttöliittymä
  • 6. Projektin hallinta, reflektio

Tämä on konsepti paloturvallisuuden testaukseen tarkoitettua paikkatietoa hyödyntävää sovellusta varten. Sovelluksen avulla voidaan testata reaaliympäristössä palohälytyksen sattuessa ihmisten liikkeitä rakennuksessa ja selvittää mahdolliset ongelmakohdat. Ongelmakohdilla tarkoitetaan paikkoja joissa rakennuksesta poistumiseen käytetään liialti aikaa ja onko jotain paikkoja, joissa hälytykseen ei mahdollisesti osata reagoida.

Sovellus hyödyntää ihmisillä käytössä olevia mobiililaitteita ja niiden paikannusta WLAN-verkon avulla. Järjestelmä vaatii toimiakseen kirjautuminen rakennuksen langattomaan verkkoon. Sovellus tallentaa eli "nauhoittaa" ihmisten liikkeet rakennuksessa ja tilannetta voidaan jälkeen päin toistaa halutusta kohdasta. Sovelluksen hallinta voi itsessään toimia applikaationa tai web-sovelluksena, johon kirjaudutaan tunnuksilla.

Ohjelmalla voidaan mahdollisesti myös simuloida millä nopeudella pelastushenkilöstö pääsee varusteineen mihinkin osaan rakennusta. Voidaan simuloida myös pelastustilanteita erilaisilla skenaarioilla. Tässä dokumentissa pyritään kuitenkin käsittelemään vain sovelluksen perustoiminnallisuus. Todettakoon vain, että jatkokehitykselle on siis mahdollisia visioita.

Järjestelmän avulla voidaan simuloida:

• Kuinka kauan ihmisillä menee rakennuksesta poistumiseen palohälytyksen sattuessa.
• Kuinka kauan pelastushenkilöstöltä menee aikaa saapua tiettyyn kohteeseen
• Onko rakennuksessa joitain ongelmakohtia, joista poistumiseen menee erityisen paljon aikaa
• Onko rakennuksessa kohtia, joissa hälytystä ei ole havaittu tarpeeksi selkeästi tai nopeasti

Järjestelmässä on kahdenlaisia käyttäjiä. Normaalit käyttäjät (kohteet), jotka kirjautuvat järjestelmään rakennukseen tullessaan. Ylläpitäjät kirjautuvat sovellukseen varsinaisia tuloksia varten ja pystyvät käynnistämään tilanteen tallennuksen ja toistamaan tilanteita halutuilta aikaväleiltä. Toiminta muistuttaa turvakameran kuvan seurantaa jälkikäteen. Periaatteessa pelastushenkilökunta voidaan nähdä myös järjestemäkäyttäjinä sillä data siirtyy myös heidän tutkittavakseen ja henkilöstö voi myös käyttää sovellusta omilla tunnuksillaan mahdollistaen ammattitoiminnan seurannan.

Käyttäjäryhmiä:

• Kohteet (peruskäyttäjät)
• Ylläpitäjät
• Pelastushenkilöstö

Kohteet
Kohdekäyttäjän tehtävä on toimia suostumuksellaan tiedonvälittäjänä sekä -tuottajana simuloidussa tai oikeassa palo- tai kriisitilanteessa. Käyttäjä kantaa mukanaan laitetta, esimerkiksi älypuhelinta, johon asennettu sovellus kerää kantajansa liikettä paikasta toiseen ja lähettää sen ylläpidon palvelimelle. Käyttäjä myös luo oman tunnuksen järjestelmään ja hyväksyy sen käyttöehdot.

Ylläpitäjät
Ylläpito hallinnoi järjestelmää ja varmistaa sen toimivuuden kulloisenkin käyttötilan, esimerkiksi koulurakennuksen, verkossa. Ylläpito ottaa myös vastaan tietokantaan lähetetyn aika- ja paikkatiedon, minkä kulloinenkin käyttäjä on järjestelmän kautta lähettänyt.

Pelastushenkilöstö
Pelastushenkilöstö voi toimia myös käyttäjinä, käyttäen samanlaista sovellusta omilla tunnuksillaan. Tällöin esimerkiksi paloharjoitustilanteessa saadaan selkeää kuvaa eriteltynä vaarassa olevien ja pelastushenkilöstön välillä. Pelastusammattilaiset keskustelevat ylläpidon kanssa ja prosessoivat käyttäjiltä saatua tietoa saadakseen tarkan kuvan palo- tai muun kriisitilanteen aikana tapahtuneesta ihmisliikkeestä. He tekevät laskelmia vaarallisiin ja hämääviin tiloihin, ohjeisiin tai käyttäytymiseen liittyen ja rakentavat tiedon perusteella parempaa pelastussuunnitelmaa.

1. Kohde kirjautuu sovellukseen ja käynnistää paikannuksen sekä tiedonlähetyksen astuessaan rakennukseen sisään.
2. Sovellus lähettää reaaliaikaista kuvaa kohteesta ylläpidolle.
3. Kriisitilanteen tai harjoituksen alkaessa sovellus on edelleen päällä jä lähettää tietoa ylläpidolle, ja sitä kautta pelastusviranomaisille. Myös pelastushenkilöstöllä voi olla yhteys järjestelmään henkilöstön paikannusta varten kullakin aikavälillä.
4. Tilanne käydään loppuun ja kohde siirtyy valitsemaansa reittiä turvalliseen tilaan.
5. Tilanne puretaan ja sovellus voidaan halutessa sammuttaa.
6. Ylläpito tutkii käyttäjien tuottamaa informaatiota ja tekee siitä johtopäätöksiä liittyen rakennuksen, tilanteen tai pelastustoimenpiteiden turvallisuudeen, tehokkuuteen ja riskiluokkiin.

Hätätilanteen epätoivottujen tapaturmien lisäksi ongelmia voi tulla, jos esimerkiksi...

• Tilan WLAN-verkko ei ole päällä, esimerkiksi sähkökatkoksen, laite- tai järjestelmävaurion vuoksi. Tämä on hyvin mahdollista hätätilanteessa, mutta ongelman ei pitäisi vaikuttaa harjoitustilanteissa.
• Käyttäjän lähetinlaite katoaa. Käyttäjältä ei saada oikeaa tietoa sijainnista ja liikkeistä. Voidaan pahimmillaan luulla syyttä, että kohde on vaaratilanteessa.
• Järjestelmässä esiintyy virhe.

Käyttötapaus: Kirjautuminen ja käyttöönotto kaaviona

• Client
  Järjestelmä voidaan toteuttaa mobiilisovelluksena (Android, iOS, WindowsPhone) tai HTML5-pohjaisena web-palveluna. Client muodostaa pysyvän yhteyden palvelimeen ja lähettää lokaatiodataa koko ajan yhteyden ollessa päällä.

• Palvelin
  Käyttäjät ja ylläpitäjät kirjautuvat palvelimelle tunnistautumista varten. Palvelin ottaa vastaan käyttäjiltä lokaatiodataa silloin kun tallennus on määritetty aktiiviseksi ja tallentaa sen tietokantaan. Palvelimelta luodaan ylläpitäjille raportit kuten Heat Map ja graafit.

• Tietokanta
  Tietokannassa ovat käyttäjät, mahdollisesti rakennuksen eri tilamäärittelyt sekä itse lokaatiodata.

Järjestelmän luotettavuuteen vaikuttavia tekijöitä:

• Palvelimen käyttöjärjestelmän (Linux) tietoturva
• Virhetilanteista toipuminen, kuten jos paikannussovellus ei vastaa niin yritetään yhteyttä uudelleen. Jos yhteys ei muodostu minuutin aikana niin sovellus pysäytetään.
• Järjestelmän ylikuormittuessa sovellus pysäytetään.
• Määritellään vaadittu palvelun taso (Quality of Service), kuten järjestelmän saatavuus (Uptime) 99,9%.

Järjestelmän tehovaatimukset:

• Määritellään vaadittu maksimi sovellukseen kirjautunut käyttäjämäärä kerralla, esim. 500 käyttäjää.
• Määritellään minimi vasteaika (5 ms) järjestelmälle, jopa maksimi kuormituksen ajalle.
• Määritellään käytössä oleva levytila (100 Gb) tallennuksia varten.

Näkymät Alla kaavio sovelluksen näkymistä ja niiden sisältämistä tiedoista.

Alla havainnollistavat kuvat perusnäkymästä ja kirjautumisnäkymästä.

Järjestelmässä on minimalistinen käyttöliittymä:

• Perusnäkymässä on vain keskitetty kirjautumislomake. Käyttäjän kirjautuessa sisään yhteys luodaan ja näkymä muuttuu yksinkertaiseksi tietosivuksi.
• Ruudulla näkyy yhteyden kesto, vihreä/punainen pallo osoittaen onko yhteys päällä, käyttäjän kirjautumistunnus ja linkki yhteyshistoriaan.
• Yhteyshistorianäkymästä näkyy kulloinenkin kirjautuminen, kuinka kauan käyttäjä on ollut kirjautuneena ja kuinka paljon paikkatietoa lähettänyt palvelimelle.
• Käyttöliittymän saa helposti piiloon ja mobiililaitteen etunäkymälle ilmestyy pieni indikaattori, joka kertoo onko yhteys päällä.
• Pieni tarvittaessa hiljennettävä äänimerkki osoittaa jos yhteys katkeaa, ja toinen kertoen automaattisen uudelleenyhdistämisen onnistumisesta.