Проєкт інформаційної системи здійснення навігації в корпусах ЗВО

Abstract

Уже багато чого зроблено, для спрощення навігації, однак, все ще є велике поле для нововведень. Як відомо, супутникова навігація - не найкраще рішення, якщо ми знаходимось в густонаселених районах або в приміщеннях. На місцевості з щільною забудовою точність сигналів GPS або ГЛОНАСС може падати з 5-ти до 10-15-ти, а іноді і до 30-ти метрів [1]. А в приміщеннях про точність вищезгаданих сигналів взагалі не приходиться говорити, оскільки наявність сигналу там практично відсутня. Але, якщо навігацією в густонаселених районах міст ще якось можна здійснювати з допомогою точок доступу Wi-Fi, то з навігацією в приміщеннях все не так гладко. Отже, на сьогоднішній день, практично єдиним невирішеним завданням в області геопозиціонування, залишається неможливість застосовувати супутникову навігацію в приміщенні. Національний університет «Львівська політехніка» є одним з найбільших вищих навчальних закладів України та Східної Європи, в стінах якого, народжувалась якась своя, глибока та неповторна культура, свої традиції та творилась історія. Велика кількість навчальних корпусів (більшість з яких є пам’ятками архітектури, побудованими ще в першій половині XIX ст.) [2], збільшення кількості іноземних студентів, абітурієнтів, учасників конференцій та різноманітних заходів, які зайшовши в ці нетипові для сьогодення приміщення, губляться в нескінченних коридорах, обумовлюють об’єктивну необхідність в технологіях, які допомагають зорієнтуватися у корпусах та приміщеннях. Існуючі рішення по навігації в приміщенні, ґрунтуються на даних, отриманих від точок доступу Wi-Fi, IMES, мережевих веж [3]. Зважаючи на те, що щільність розміщення Wi-Fi точок в корпусах НУ «Львівська політехніка» є досить малою (покриття є не повним або взагалі відсутнім), велику товщину стін, підземні переходи між корпусами та наявністю аудиторій у підземних приміщеннях, можна зробити об’єктивний висновок, що точність отриманих даних з точок доступу буде досить малою, а триангуляція по вежах стільникового зв’язку не дасть достатньо точних координат що в нашому випадку є просто неприпустимим. Саме через ці причини виникла об’єктивна, необхідність розробки проекту реалізації навігації та позиціонування в закритих приміщеннях, шляхом розроблення програмного рішення під ОС Windows Phone для пошуку аудиторій і робочих кабінетів, формування та візуалізації маршрутів на основі двовимірних матричних кодів [4], та з врахуванням показників Windows Phone Location Services [5], накладених на плани навчальних корпусів Національного університету «Львівська політехніка». Метою МКР, можна назвати: проект реалізації навігації і позиціонування в закритих приміщеннях, шляхом розроблення програмного рішення під ОС Windows Phone. Об’єктом досліджень магістерської кваліфікаційної роботи (МКР) є процес навігації і позиціонування всередині приміщень. Предметом досліджень МКР виступають пошук аудиторій і робочих кабінетів та здійснення навігації в корпусах НУ «Львівська політехніка». Науковою новизною даної МКР, є розробка власного плану та методу реалізації проекту з навігації і позиціонування всередині приміщень, оскільки проведений порівняльний аналіз існуючих методів з навігації та позиціонування, не виявив будь-яких відомостей, які були б пов’язані з таким принципом роботи якогось з методів.A lot has already been done to simplify navigation; however, there is still a significant scope for innovation. As we know, satellite navigation is not the best solution when we are in densely populated areas or indoors. In areas with dense development, the accuracy of GPS or GLONASS signals can drop from 5 to 10–15, and sometimes even up to 30 meters. Indoors, there is practically no signal accuracy to speak of, as the signal itself is nearly absent. However, while navigation in densely populated urban areas can still somehow be conducted using Wi-Fi access points, indoor navigation is not as straightforward. Therefore, today, the almost unsolved challenge in the field of geolocation remains the inability to use satellite navigation indoors. The National University "Lviv Polytechnic" is one of the largest higher educational institutions in Ukraine and Eastern Europe, where a unique, profound culture and traditions have developed, and history has been made. The large number of academic buildings (most of which are architectural monuments built in the first half of the 19th century), the increase in the number of international students, applicants, conference participants, and various events attendees who, upon entering these atypical for modern buildings, get lost in the endless corridors, determine the objective necessity for technologies that help navigate these buildings and rooms. Existing indoor navigation solutions are based on data obtained from Wi-Fi access points, IMES, and network towers. Considering that the density of Wi-Fi points in the buildings of "Lviv Polytechnic" is relatively low (coverage is either incomplete or entirely absent), the thick walls, underground passages between buildings, and the presence of rooms in underground areas, it can be objectively concluded that the accuracy of data obtained from access points will be quite low, and triangulation by cellular towers will not provide sufficiently accurate coordinates, which in our case is simply unacceptable. For these reasons, there was an objective need to develop a project for indoor navigation and positioning, by creating a software solution for the Windows Phone OS for searching classrooms and offices, forming and visualizing routes based on two-dimensional matrix codes, and considering the indicators of Windows Phone Location Services overlaid on the plans of the academic buildings of the National University "Lviv Polytechnic." The purpose of the Master's Qualifying Project (MKP) can be defined as the project for implementing navigation and positioning indoors through the development of a software solution for the Windows Phone OS. The object of research in the MKP is the process of indoor navigation and positioning. The subject of the MKP research is the search for classrooms and offices and the navigation within the buildings of "Lviv Polytechnic." The scientific novelty of this MKP lies in developing a unique plan and method for implementing an indoor navigation and positioning project, as a comparative analysis of existing navigation and positioning methods did not reveal any information related to such a working principle in any method.