CC BY
53
О.В.Егорова, А.В.Горанский, Т.В.Савицкая
Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, Москва, Россия
РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ АНАЛИЗА ВУЗА ХИМИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ КАК ИСТОЧНИКА ОПАСНОСТИ
This paper presents a database developed for risk analysis of chemical technology university. Employes of university departments and services obtain information depending on theirs rights from database using remote access interface. Database structure is described by meta-model database, so that the system is extensible.
Разработана база данных для анализа вуза химико-технологического профиля как источника опасности и интернет-интерфейс для организации удаленного доступа сотрудников подразделений и служб вуза с разграничением прав пользователей. Предложена концепция мета-модели для описания структуры данных позволяющая системе быть расширяемой.
Вуз химико-технологического профиля является источником потенциальной опасности, связанной с наличием на его территории (в помещениях, лабораториях) химически и токсически опасных веществ, материалов, взрыво-, пожароопасных смесей легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и газов. С другой стороны, вуз химикотехнологического профиля является критически значимым объектом социальной инфраструктуры, нарушение функционирования которого может приводить к существенному снижению безопасности жизнедеятельности преподавателей, студентов, сотрудников.
Для обеспечения комплексной безопасности вуза химико-технологического профиля, необходимо провести сбор, систематизацию, анализ и обработку информации об источниках химической, токсической, взрыво-, пожароопасности, радиационной, биологической и других видов опасности и средствах обеспечения безопасности по подразделениям и службам вуза. Для сбора, хранения и последующего анализа информации предложено разработать базу данных информационной подсистемы интегрированной системы комплексной безопасности вуза химико-технологического профиля.
Таким образом, для анализа вуза химико-технологического профиля как источника опасности разработана база данных (БД) и интерфейс, позволяющий осуществлять удаленный доступ с использованием интернет-технологий и разграничением прав для различных пользователей. База данных предназначена для сотрудников служб вуза, обеспечивающих безопасность, например, пожарную, экологическую, радиационную и т.д.
В базу данных необходимо занести информацию об источниках, типах опасности и средствах обеспечения безопасности во всех помещениях вуза.
Для анализа различных подразделений вуза как источников опасности были составлены 9 форм сбора информации, например, для анализа складов и хранилищ, котельной, служб экологической безопасности, типовой лаборатории и других.
Например, в форму для складов и хранилищ заносится информация о характеристике склада: тип размещения, условия хранения, наличие системы взрыво-, пожароза-щиты; характеристиках веществ: наименование, масса, меры предосторожности, а так же перечень действий в аварийных ситуациях, регламентированных нормативными документами и т.д. На первый взгляд структура информации о типовой лаборатории имеет сходные характеристики, например, касательно условий хранения веществ. Однако здесь важны данные о режиме функционирования лаборатории, количеству студентов, преподавателей, сотрудников в лаборатории и т.п. Форма для анализа экологической безопасности включает информацию иного типа: о сбросах и выбросах загрязняющего вещества, подлежащих контролю помещениях, способах утилизации отходов и т.п.
Информацию, собранную при помощи этих форм, необходимо занести в базу данных для анализа вуза химико-технологического профиля. Однако, при анализе разработанных форм было установлено, что все таблицы имеют существенно разную структуру. Кроме того, объекты, о которых хранится информация в базе данных, могут описываться дополнительными атрибутами, все из которых заранее предусмотреть невозможно.
В этой ситуации проектирование жёстких структур баз данных, не предполагающих своего эволюционного развития и расширения не перспективно. Поэтому было предложено разработать базу данных мета-структуры, в которой уделено повышенное внимание информации о структуре данных - т.е. мета-информации. Имея базу данных метаструктуры и интерфейс её управления, можно приступать к проектированию и реализации прикладных БД, на основе шаблонных структур, заложенных в мета-модель данных.
Предложенная концепция мета-описания обеспечивает расширяемость системы и возможность её использования для других задач планирования и управления в вузах химико-технологического профиля.
Структура разработанной базы мета-данных представлена на рис. 1.
Каждой таблице, полю в таблице, пользователю или подразделению в метамодели соответствует некая «сущность».
Сущности мета-модели
РК Номер сущности
Имя
Номер родительской сущности Вид сущности (ссылка)
Номер пользователя, зарегистрировавшего сущность (ссылка) Дата регистрации в мета-модели Дата изменения сущности в мета-модели Сгенерирована ли сущность?
Изменена ли сущность?
Описание
Мета-описание ссылок
Номер ссылки(ссылка на номер сущности)
Номер сущности, на которую ведет ссылка вОЬ-выражение для фильтрации строк
Виды сущностей в мета-модели
Вид сущности
Под какими из видов сущностей может создаваться данный вид
Мета-описание подразделений
Номер подразделения (ссылка на номер сущности)
Является ли подразделение реальным?
Мета-описание для пользователей
РК Номер пользователя (ссылка на номер сущности)
Логин
Пароль
Может видеть других пользователей?
Может изменять данные других пользователей? Может создавать новых пользователей?
Может изменять информацию в таблицах?
Мета-описание таблиц
Номер таблицы (ссылка на номер сущности)
Код (название для генерации физической таблицы)
Мета-описание групп полей
РК Номер группы (ссылка на номер сущности)
Типы данных Мета-описание полей
РК Номер типа РК Номер поля (ссылка на номер сущности)
Название Таблица-домен допустимых значений Кодовое имя Тип данных для поля (ссылка) Код (название для генерации колонок физической таблицы) Является ли поле системным? Является ли поле ключом?
РК
РК
РК
РК
Рис. 1. Структура базы мета-данных
В таблице «сущностей» хранятся все сущности системы и их общие атрибуты, такие как «имя», «номер вышестоящей сущности», «вид сущности» и т.п. Для хранения специфических атрибутов для каждого вида сущности созданы отдельные таблицы.
«Виды сущностей» необходимые для описания структуры информации о вузе: «подразделение», «пользователь», «таблица», «поле в таблице», «группа полей» и «ссылка». Сущности в мета-базе организуют иерархию с единым корнем.
Информация о том, под какими видами сущностей может создаваться каждый из видов сущностей, так же хранится в таблице «сущностей». Например, «таблица» может
создаваться под видами сущностей «подразделение» или «корень», «поле» - под видами сущностей «таблица» или «группа полей», «пользователь» под «подразделением» и т.д.
Для вида сущности «поле» есть дополнительная таблица, позволяющая хранить более полную информацию о типе данных в поле.
Данные мета-базы используются для генерации таблиц физической БД и для формирования экранных форм.
Сгенерированная таблица в качестве имен колонок имеет названия, хранящиеся в атрибуте «Код», остальные атрибуты позволяют задать дополнительные параметры, например, определить, является ли поле ключевым (может ли оно в физической таблице оставаться незаполненным). Группы полей здесь не имеют аналогов в силу реляционной модели базы данных. Генерация исполняется специальной процедурой.
Вид таблицы на веб-интерфейсе собирается по мета-описанию и из данных в физической таблице, и здесь группы полей выводятся в шапку таблицы (Рис.4).
При реализации модуля разграничения прав в базу мета-данных заносятся данные, необходимые для описания организационно-штатной структуры вуза. Разграничения прав доступа пользователей ведётся по двум критериям - подразделению: пользователь может видеть только доступные ему документы; и назначенным правам: может иметь или не иметь права на редактирование информации.
Право пользователя изменить информацию хранится как атрибут мета-базы.
Внешний вид веб-страниц зависит от прав пользователя.
Доступность пользователю документа (таблицы физической БД) определяется по следующему алгоритму: определяется подразделение, под которым зарегистрирован документ или ссылка, и анализируются пользователи всех вышестоящих подразделений, пока не будет найден текущий (на сайте) пользователь (документ пользователю доступен), или не достигнут корень дерева мета-структуры (документ не доступен).
Рис. 2. Механизм действия сущности «Ссылка»
Ссылка позволяет регистрировать документ, доступный нескольким подразделениям. При этом документ создается под корнем, а под каждым из подразделений, которым он должен быть доступен, регистрируется ссылка на него (рис.2). И при определении доступности за подразделение, с которого следует начинать анализ, принимается то, под которым зарегистрирована ссылка.
Система реализована с использованием архитектуры «клиент-сервер». Серверная часть - мета-БД и прикладные БД под управлением СУБД Oracle, клиентская - вебсайт, написанный на языке создания динамических веб-сайтов РНР (Hypertext Preprocessor - гипертекстовый процессор) и языке гипертекстовой разметки HTML (Hypertext Markup Language — «язык разметки гипертекста»).
Сайт для работы с базой данных состоит из файлов, хранящих большинство функций системы, и файлов, формирующих внешний вид (рис.3).
Г
Модуль бизнес-логики
-общий файл, в котором при помощи специальной php-функции объединяются остальные
require_once ‘
неуспешная
авторизация
Модуль представления
- заставка сайта
- форма авторизации
index.php
успешная
авторизация
Поиск
ь menu.php Выбор документа 1 ь
api.php table.php
список документов
Удалить
) .
api-auth.php
проверка авторизации глобальные переменные
api-database.php
- функции доступа к БД
api-ttable.php
- функции формирования таблицы
api-utils.php
- прочие функции, например, журнал ошибок
- докумен |зменить
OK, добавить
Добавить
OK, изменить
table-action.php
-действия над таблицей
Рис. 3. Структура сайта для работы с базой данных
1пёех.рЬр - заглавная страница сайта, на которой происходит авторизация. Для авторизации необходимо ввести логин и пароль. Логин и пароль назначаются администратором системы и заносятся в базу мета-данных.
Мепи.рЬр - страница, на которую выводится список доступных пользователю документов, он сможет выбрать один из них.
ТаЫе.рЬр - формирует выбранный документ (рис. 4). Здесь же расположены кнопки «Добавить», «Изменить», «Удалить», и возможность поиска и агрегации данных, видимые пользователю в зависимости от прав.
Все изменения происходят при запуске файла table-action.php, однако пользователь видит эту страницу только при нажатии «Изменить» или «Добавить», в таком случае на экран выводится форма изменения (или добавления) в виде заполненных исходной информацией (или для «Добавить» - пустых) полей ввода.
При удалении, и поиске или агрегации, пользователь возвращается на страницу ІаЬіе.рЬр.
Пользователю, имеющему право только просматривать информацию, видны: форма входа на сайт, список доступных ему документов, и после выбора - документ и функции поиска и агрегации.
Пользователь, имеющий право изменять информацию, на странице документа видит так же функции добавления, изменения и удаления информации, ему доступна страница изменения/добавления информации.
В качестве расчетных функций в системе реализованы следующие: группировка по какому-либо полю, подсчет количества одинаковых значений в поле, минимальное или максимальное значение (данных для одной колонки), проценты (для логических данных), а так же сумма значений.
'U Таблица - Microsoft Internet Explorer JeJ*]
Файл Правка Вид Избранное Сервис Справка і
1 Q Назад - ^ - 0 @ Й | Поиск “М1 Избранное \ 0т §|1 ШПШ
| Адрес: |i^| http://localhost/table,php?p_ent_id=£ І5 ^ 1 Переход | Ссылки
Характеристика пожароопасности помещений
Харак сооружений р( зкомендуетоя предоставить информацию с ) наличии поэтажных =ах общежития (в кач планов попещений, г неположенных в вда ІНИЯХ и сооружениях ивной и пожарной бе; вуза) (Шорна 3) іопасности їданий и
I 1 Характеристика полов Характеристика стен - 1
Функции Доб I Код помещения Наименование корпуса (здания) Номер (наименование) покрытия полов Противопожарная характеристика покрытия полов Площадь полов, м2 покрытия стен Противопожарная характеристика покрытия стен Объем зданий, м3
Расчёт | II- d - 2І - d 1- А - 2І 1- 2І 1- d
Уд. Поиск | 1 1 1 1 1 1 1 і 1 1
г Изм | ДЛКО клетка иетл. плитка 28,8 масл, краска 90.7
г Изм | БЛКО Б Лестничная клетка метл, плитка 20,3 масл, краска 63.9
г Изм | Строение 1 пинопеумТетп'6' 27104.3 асбоцен. плита, штукатурка, окраска масл. краской
г Изм | Строение 2 дощатые, плитка 495 штукатурка, краской, ПХВ 58856
Изм | ИФХ Строение 1(ИФХ факультет) паркетные; плитка 8325 асбоцем, плиты, штукатурка, краской 49905 '
11
Рис. 4. Внешний вид документа
Эти функции позволят сотрудникам различных служб провести анализ информации, например, найти лабораторию, где хранится наибольшее количество заданного пожаро-, взрывоопасного или токсически опасного вещества, проверить обеспеченность подразделений первичными средствами пожаротушения и т.п.
Для агрегированной информации недоступны функции изменения.
В базе данных предусмотрена возможность комбинирования поиска и функций агрегации, путем вычислений над найденной информацией.
Таким образом, сайт позволяет в удаленном режиме получить информацию об источниках опасности и средствам обеспечения безопасности, на основе анализа которой руководителям подразделений и служб предоставляется возможность вырабатывать рекомендации, направленные на повышение безопасности.
