Довідкова інформаційна система у вигляді чат-бота визначення стану повітря

Abstract

Бакалаврська робота присвячена розробці довідкової інформаційної системи у вигляді чат-бота для визначення стану атмосферного повітря. В умовах зростання екологічних загроз та потреби суспільства в оперативному доступі до екологічної інформації, зокрема про якість повітря, актуальним є створення простого та доступного інструменту взаємодії – чат-бота. Такий інструмент дозволяє забезпечити швидке, зручне та персоналізоване інформування населення про рівень забруднення повітря у режимі реального часу, не вимагаючи складних дій з боку користувача. У роботі здійснено всебічний аналіз предметної області, охоплено дослідження сучасних екологічних сервісів, наявних чат-ботів та платформ, що підтримують розробку таких систем. Здійснено порівняння існуючих рішень, виділено їхні переваги та недоліки. Виконано системний аналіз із побудовою дерева цілей, ієрархії процесів, функціональних діаграм IDEF0, що дозволило чітко визначити структуру функціональності та логіку роботи майбутньої системи. Обґрунтовано вибір середовища розробки (Microsoft Visual Studio), мови програмування (C#), платформи для реалізації чат-бота (Telegram), джерел екологічних даних (OpenWeatherMap API, EcoCity API). Сформовано структуру бази даних із використанням концептуального моделювання (ER-діаграма), що включає основні сутності: користувач, сесія, повідомлення, локація, дані про якість повітря, сповіщення. Практична реалізація охоплює побудову трирівневої архітектури системи, що включає модулі збору та обробки екологічних даних, модуль взаємодії з користувачем, а також функціонал для формування повідомлень і рекомендацій. Реалізовано інтеграцію з зовнішніми API, реалізовано кешування запитів, автоматичну класифікацію рівнів небезпеки, формування рекомендацій на основі отриманих значень та інтерфейс взаємодії з користувачем у Telegram. Особливу увагу приділено юзабіліті, масштабованості та безпеці системи. Забезпечено гнучкість розширення функціоналу, можливість адаптації під різні регіони України, а також додавання нових екологічних показників у майбутньому. Система має потенціал широкого впровадження у сфері екологічного моніторингу, урбаністики, охорони здоров’я, а також як навчальний інструмент для підвищення екологічної свідомості громадян.The bachelor’s thesis focuses on the development of a reference information system implemented as a chatbot for assessing air quality. Given the growing ecological threats and the increasing public demand for real-time, accessible, and personalized environmental data, the creation of a chatbot-based system is both relevant and timely. Such a tool provides users with an easy and intuitive way to access up-to-date information about air pollution levels in their region, without the need for specialized knowledge or additional software. The thesis presents a comprehensive analysis of the subject domain, including a review of existing environmental services, chatbot technologies, and platforms supporting chatbot development. A comparative analysis of current solutions is performed, highlighting their strengths and weaknesses. A detailed systems analysis is conducted with the development of a goal tree, process hierarchy, and IDEF0 functional diagrams, which clearly define the system’s architecture and logic. The choice of development tools is substantiated: Microsoft Visual Studio as the development environment, C# as the programming language, Telegram as the chatbot platform, and OpenWeatherMap and EcoCity APIs as data sources. The system’s data model is built using ER-diagrams, encompassing key entities such as user, session, message, location, air quality data, and alerts. The practical implementation involves a three-tier system architecture with modules for data acquisition and processing, user interaction, and generation of responses and recommendations. Integration with external APIs, request caching, automatic classification of air quality levels, and real-time recommendation generation are implemented. A user-friendly Telegram interface facilitates seamless interaction. Special emphasis is placed on usability, scalability, and system security. The chatbot is designed to be easily expandable to support additional regions across Ukraine and new environmental indicators. It offers a flexible and sustainable solution that can be adapted for educational use, urban planning, environmental monitoring, and public health purposes. The developed system demonstrates high applicability in the field of environmental awareness, providing users with actionable insights and contributing to sustainable decision-making and improved public access to environmental data.