Вступ. Підземний видобуток корисних копалин належить до галузей з критично високим рівнем ризику. Забезпечення комплексної безпеки шахти вимагає безперервного контролю таких факторів, як концентрація вибухонебезпечних газів (зокрема, метану та чадного газу), мікроклімат у виробках та точне місцезнаходження персоналу під землею [1]. Проте на багатьох вугледобувних підприємствах України рівень автоматизації безпеки залишається недостатнім, а моніторинг часто здійснюється застарілими методами. Аналіз глобального ринку показав, що повноцінних відкритих інтегрованих систем моніторингу шахт практично не існує, оскільки галузь монополізована пропрієтарними рішеннями (vendor lock-in) [2]. Це ускладнює їх адаптацію та суттєво збільшує вартість впровадження. З огляду на це, об’єктом та предметом нашого дослідження є процес моніторингу параметрів безпеки підземного персоналу та створення архітектури гнучкої системи телеметрії, що адаптується під різні типи апаратних засобів. Метою роботи є розробка стійкої до відмов кіберфізичної системи для збору, маршрутизації, аналізу та інтерактивної візуалізації критичних параметрів безпеки шахтарів у реальному часі. Ця розробка може стати базисом для відкритої екосистеми безпеки на гірничих підприємствах.

Завдання дослідження. 1. Розробити логіку роботи дослідних IoT-модулів (ESP32) для верифікації передачі даних та Wi-Fi роумінгу. 2. Спроєктувати серверну HighLoad-архітектуру для обробки телеметрії та автоматичного реагування на інциденти. 3. Реалізувати веб-інтерфейс із підсистемою візуалізації топології шахти.

Виклад основного матеріалу. Для досягнення поставленої мети було спроєктовано багаторівневу архітектуру, що забезпечує безперервний збір та обробку телеметричних даних.

Апаратний рівень реалізовано на базі дослідних IoT-модулів. Прошивка підтримує Wi-Fi роумінг для безшовного перемикання між репітерами. Для стійкості до відмов розроблено механізм локальних офлайн-черг: телеметрія накопичується в пам'яті та синхронізується після відновлення з'єднання [4].

Рівень обробки (Back-end) побудовано на базі Django, СУБД PostgreSQL та кешування Redis. Для обробки високого навантаження від датчиків застосовано багатопотоковий сервер Gunicorn [3]. Доступ до API захищено унікальними ключами для запобігання підміни даних. Логіка обробки тривог включає дедуплікацію, автоматичне скасування хибних SOS та Alerts при втраті зв'язку. Управління життєвим циклом даних реалізовано через cron-задачі архівації. Оновлення ПЗ IoT-модулів відбувається «по повітрю» (OTA) із поступовим розгортанням (Staged Rollout).

Диспетчерський рівень (Front-end) функціонує за принципами часткового SPA. Основним інструментом є інтерактивна 2D-карта топології шахти (HTML5 Canvas та Konva.js) [5], що динамічно візуалізує стани персоналу.

Розроблений лабораторний макет підтверджує працездатність алгоритмів, а модульна архітектура дозволяє його інтеграцію з сертифікованим іскробезпечним обладнанням (ATEX) [2].

Висновки. У результаті дослідження розроблено комплексну архітектуру моніторингу безпеки підземного персоналу. Застосування алгоритмів маршрутизації, локальних черг та багатопотокової обробки дозволило створити стійку систему. Запропоноване рішення усуває проблему vendor lock-in та забезпечує диспетчеризацію інцидентів у режимі реального часу, підвищуючи загальний рівень безпеки на вугледобувних підприємствах.