NYU будуе сетку ультрагукавых датчыкаў паводкі ў раёне Гованус у Нью-Ёрку

Pлюдзі зрабілі некаторыя 760 мільёнаў паездак на борце метро Нью-Ёрка ў мінулым годзе. Вядома, гэта ўніз з ваколіц 1.7 трыльён паездкі, да пандэміі, але ўсё яшчэ значна апярэдзіла наступныя дзве найбуйнейшыя транзітныя сістэмы - Метро DC і Транзітнае кіраванне Чыкага — камбінаваныя. Такім чынам, калі вялікія штормы, як леташнія рэшткі ўрагану Іда, паўночны ўсход, моцныя ліўні або прылівы і адлівы захопліваюць нізінныя прыбярэжныя раёны і інфраструктуру Нью-Ёрка, гэта вялікая справа.

І гэтая здзелка становіцца толькі большай дзякуючы змене клімату. Узровень мора вакол горада ёсць ужо падняўся на ногі ў мінулым стагоддзі з яшчэ адным павелічэннем ад 8 да 30 цаляў, якое чакаецца да сярэдзіны стагоддзя, і да 75 дадатковых цаляў да 2100 года, згодна з Нью-Йоркскай групай экспертаў па змене клімату. Каб дапамагчы горадабудаўнікам, службам хуткага рэагавання і звычайным грамадзянам лепш падрыхтавацца да 100-гадовых штормаў, якія ўсё часцей здараюцца кожную пару, даследчыкі з Група гарадскіх паводак Нью-Йоркскага універсітэта распрацавалі сістэму датчыка ўзроўню вуліцы, якая можа адсочваць уздым вулічных прыліваў у рэжыме рэальнага часу.

Горад Нью-Ёрк размешчаны на шэрагу нізінных астравоў і быў падвяргаецца лютасці сярэднеатлантычных ураганаў на працягу ўсёй сваёй гісторыі. Паведамляецца, што ў 1821 годзе ўраган абрынуўся прама над горадам, затапіўшы вуліцы і прычалы з 13-футавым уздуццем, якое паднялося на працягу ўсяго адной гадзіны; наступны шторм Кат I у 1893 г. потым вычысціў усе прыкметы цывілізацыі з вострава Хог, а Кат III прайшоў над Лонг-Айлендам, забіўшы 200 чалавек і выклікаўшы вялікую паводку. Справы не палепшыліся з прыходам пагаднення аб назвах шторму. Кэрал у 1954 годзе таксама выклікала агульнагарадскія паводкі, Дона ў 60-м прынесла з сабой 11-футавы штармавы нагон, а Іда ў 2021 годзе ўбачыла беспрэцэдэнтную колькасць ападкаў і наступныя паводкі ў рэгіёне, забіўшы больш за 100 чалавек і прычыніўшы страты амаль на мільярд долараў.

Як тлумачыць Дэпартамент планавання Нью-Ёрка, калі справа даходзіць да ўстанаўлення будаўнічых нормаў, занавання і планіроўкі, горад працуе на аснове Папярэдніх карт страхавання ад паводак (PFIRMs) FEMA, каб разлічыць рызыку паводкі ў раёне. PFIRMs ахопліваюць тэрыторыі, дзе, «чакаецца, што ўзровень паводкі будзе падымацца падчас паводкі, верагоднасць узнікнення якой складае 1 працэнт у год», якую часам называюць 100-гадовай поймай. Па стане на 2016 год каля 52 мільёнаў квадратных футаў берагавой лініі Нью-Ёрка падпадаюць пад гэтую катэгарызацыю, уплываючы на ​​400,000 2050 жыхароў — больш, чым на ўсё насельніцтва Кліўленда, Тампы ці Сэнт-Луіса. Чакаецца, што да 100 года гэтая зона ўздзеяння павялічыцца ўдвая, а верагоднасць 30-гадовых паводак можа павялічыцца ўтрая, што азначае, што верагоднасць таго, што ваш дом сутыкнецца са значнай паводкай на працягу 26-гадовага іпатэчнага крэдыту, падскочыць з 80 працэнтаў сёння да амаль XNUMX працэнтаў да сярэдзіны стагоддзя.

Такім чынам, рэагаванне на сённяшнія паводкі пры падрыхтоўцы да пагаршэння падзей у будучыні з'яўляецца найважнейшай задачай для адміністрацыі Нью-Ёрка, якая патрабуе каардынацыі паміж урадам і НДА на мясцовым, дзяржаўным і федэральным узроўнях. FloodNet, праграма, упершыню запушчаная Нью-Ёркскім універсітэтам і пашыраная пры дапамозе CUNY, працуе на гіперлакальным узроўні, каб даць павулічны погляд на паводкі ў дадзеным раёне. Праграма пачалася з NYU's Urban Flooding Group.

«Мы, па сутнасці, распрацоўваем, ствараем і разгортваем недарагія датчыкі для вымярэння затаплення на ўзроўні вуліц», — доктар Андрэа Сільверман, інжынер па ахове навакольнага асяроддзя і дацэнт Нью-Йоркскага ўніверсітэта. Дэпартамент грамадзянскага і гарадскога будаўніцтва, Паведаміў Engadget. «Ідэя заключаецца ў тым, што ён можа даць вельмі неабходныя колькасныя дадзеныя. Да з'яўлення FloodNet не было колькасных дадзеных аб затапленні на ўзроўні вуліц, таму людзі на самой справе не мелі поўнага ўяўлення аб тым, як часта затапляюцца пэўныя месцы - напрыклад, працягласць паводкі, глыбіня, хуткасць пачатку і дрэнаж».

"І ўсё гэта інфармацыя, якая карысная для планавання інфраструктуры, з аднаго боку, але і для кіравання надзвычайнымі сітуацыямі", - працягнула яна. «Такім чынам, у нас ёсць нашы дадзеныя, яны рассылаюць абвесткі, каб убачыць зацікаўленых людзей, напрыклад, Нацыянальную метэаслужбу і кіраванне надзвычайнымі сітуацыямі, каб дапамагчы праінфармаваць іх адказ».

У цяперашні час FloodNet знаходзіцца на ранняй стадыі распрацоўкі, і ўсяго 23 датчыка ўстаноўлены на 8-футавых слупах па ўсім квартале Гованус у Брукліне, аднак каманда спадзяецца пашырыць гэтую сетку да больш чым 500 адзінак па ўсім горадзе на працягу наступнага паўдзесяцігоддзя. Кожны датчык FloodNet - гэта аўтаномная сістэма, якая працуе на сонечнай энергіі, якая выкарыстоўвае ультрагук у якасці нябачнага далямера - калі паводка падымаецца, адлегласць паміж паверхняй вуліцы і датчыкам скарачаецца, разлік розніцы паміж гэтым і базавым паказаннямі паказвае, колькі вады узровень падняўся. Каманда NYU выбрала рашэнне на аснове ультрагуку, а не, скажам, LiDAR або RADAR, з-за таго, што ультрагукавая тэхналогія крыху таннейшая і забяспечвае больш мэтанакіраваныя зваротныя дадзеныя, а таксама з'яўляецца больш дакладнай і патрабуе меншага абслугоўвання, чым асноўны кантактны датчык вады.

Даныя, якія стварае кожны датчык, перадаюцца па бесправадной сеткі з дапамогай прыёмаперадатчыка LoRa на шлюз-канцэнтратар, які можа атрымліваць з любога датчыка ў радыусе адной мілі і адпраўляць іх праз інтэрнэт на серверы FloodNet. Затым дадзеныя адлюстроўваюцца ў рэжыме рэальнага часу на Галоўная старонка FloodNet.

«Горад уклаў шмат сродкаў у прагназуючыя мадэлі [ацэнкі] таго, дзе будзе паводка з пэўнай колькасцю дажджу або павелічэннем прыліву», — сказаў Сільверман. Яна адзначыла, што датчыкі не трэба будзе ўсталёўваць на кожным куце, каб быць найбольш эфектыўнымі. Ёсць «некаторыя месцы, якія больш схільныя паводкам з-за тапалогіі або з-за каналізацыйнай сеткі або з-за блізкасці да ўзбярэжжа, напрыклад. І таму мы выкарыстоўваем гэтыя мадэлі, каб паспрабаваць атрымаць уяўленне аб месцах, дзе яны могуць быць найбольш схільнымі паводкам», а таксама звязацца з мясцовымі жыхарамі, якія з першых вуснаў ведаюць пра верагодныя зоны паводкі.

Для далейшага разгортвання праграмы датчыкі павінны прайсці невялікую рэдызайн, адзначыў Сільверман. «Наступная версія датчыка, мы бярэм тое, што мы даведаліся з нашай цяперашняй версіі, і робім яго крыху больш тэхналагічным,» сказала яна. «Мы знаходзімся ў працэсе тэсціравання гэтага, а затым мы спадзяемся пачаць наш першы этап вытворчасці, і гэта тое, што дазволіць нам пашырыцца».

FloodNet з'яўляецца прадпрыемствам з адкрытым зыходным кодам, таму ўсе схемы датчыкаў, убудаванае праграмнае забеспячэнне, кіраўніцтва па тэхнічным абслугоўванні і дадзеныя знаходзяцца ў вольным доступе на старонка каманды на GitHub. «Відавочна, што вам трэба мець нейкія тэхнічныя ноу-хау, каб мець магчымасць ствараць іх - можа быць, зараз не кожны можа пайсці стварыць датчык, разгарнуць яго і неадкладна быць онлайн, з пункту гледжання магчымасці проста генераваць даныя, але мы спрабуем іх атрымаць», — прызнаў Сільверман. «У рэшце рэшт мы хацелі б дабрацца да месца, дзе мы можам напісаць дызайн так, каб кожны мог да яго падысці».