NYU buduje síť ultrazvukových senzorů záplav v newyorské čtvrti Gowanus

Plidé nějaké vyrobili Loni se na palubě newyorského metra uskutečnilo 760 milionů cest. Je pravda, že je to dolů z okolí 1.7 bilion výlety, před pandemií, ale stále daleko předčil další dva největší tranzitní systémy — Metro v DC a chicagský tranzitní úřad — kombinované. Takže když velké bouře, jako loňské pozůstatky hurikánu IdaVelikonoce, silné lijáky nebo příliv a odliv zaplavují nízko položené pobřežní oblasti a infrastrukturu New Yorku, je to velký problém.

A je to dohoda, která se díky klimatickým změnám jen zvětšuje. Hladiny moří kolem města mají už v minulém století stoupl o nohu s dalším nárůstem o 8 až 30 palců očekávaným do poloviny století a až o 75 dalších palců do roku 2100, podle New York City Panel on Climate Change. Výzkumníci ze společnosti, aby pomohli urbanistům, záchranným pracovníkům i běžným občanům lépe se připravit na 100leté bouře, které se stále častěji vyskytují u každého páru. NYU's Urban Flooding Group vyvinuli senzorový systém na úrovni ulice, který dokáže v reálném čase sledovat stoupající příliv v ulicích.

Město New York leží na vrcholu řady nízko položených ostrovů a bylo podléhá běsnění středoatlantických hurikánů v celé své historii. V roce 1821 údajně zasáhl hurikán přímo nad městem a zaplavil ulice a přístaviště 13stopými vlnami, které se zvedly během pouhé jedné hodiny; následná bouře Cat I v roce 1893 pak vyčistila všechny známky civilizace z Hog Island a Cat III proletěla přes Long Island, zabila 200 lidí a způsobila velké záplavy. Věci se nezlepšily s příchodem konvence pojmenování bouří. Carol v roce 1954 také způsobila celoměstské záplavy, Donna v 60. letech s sebou přinesla 11metrovou vlnu bouře a Ida v roce 2021 zažila v regionu nebývalé množství srážek a následné záplavy, zabil více než 100 lidí a způsobil škody ve výši téměř miliardy dolarů.

Jak vysvětluje plánovací oddělení NYC, pokud jde o nastavování stavebních předpisů, zón a plánování, město vychází z předběžných map povodňového pojištění (PFIRM) FEMA. vypočítat povodňové riziko oblasti. PFIRM pokrývat oblasti, kde„Očekává se, že povodňová voda stoupne během povodně, u níž je pravděpodobnost výskytu 1 % ročně“, někdy nazývaná 100letá záplavová oblast. Od roku 2016 spadá do této kategorie přibližně 52 milionů čtverečních stop pobřeží NYC, což má dopad na 400,000 2050 obyvatel – více než celá populace Clevelandu, Tampy nebo St. Louis. Očekává se, že do roku 100 se tato oblast účinku zdvojnásobí a pravděpodobnost výskytu stoletých záplav by se mohla ztrojnásobit, což znamená, že šance, že váš dům bude čelit značným záplavám v průběhu 30leté hypotéky, by vzrostla z dnešních přibližně 26 procent na téměř 80 procent do poloviny století.

Reakce na dnešní povodně a zároveň příprava na zhoršující se události v budoucnu je pro administrativu NYC zásadním úkolem, který vyžaduje koordinaci mezi vládními a nevládními organizacemi na místní, státní a federální úrovni. FloodNet, program spuštěný jako první NYU a rozšířený s pomocí CUNY, funguje na hyperlokální úrovni a poskytuje pohled na záplavy v dané čtvrti ulice po ulici. Program začal s NYU Urban Flooding Group.

„V podstatě navrhujeme, stavíme a nasazujeme levné senzory pro měření záplav na úrovni ulic,“ Dr. Andrea Silverman, environmentální inženýrka a docentka na NYU's Katedra pozemního a městského stavitelství, Řekl Engadget. „Myšlenka je taková, že může poskytnout tolik potřebná kvantitativní data. Před FloodNet nebyly k dispozici žádné kvantitativní údaje o povodních na úrovni ulic, takže lidé ve skutečnosti neměli úplnou představu o tom, jak často byla určitá místa zaplavována – například trvání povodní, hloubka, rychlost nástupu a odvodnění.“

„A to všechno jsou informace, které jsou užitečné pro plánování infrastruktury, pro jednoho, ale také pro nouzové řízení,“ pokračovala. "Takže máme k dispozici naše data, posílají upozornění, aby viděli lidi, kteří mají zájem, jako je Národní meteorologická služba a nouzový management, aby pomohli informovat svou reakci."

FloodNet je v současné době v raném vývoji s pouhými 23 senzorovými jednotkami vztyčenými na 8 stop vysokých sloupech v celé čtvrti Gowanus v Brooklynu, ačkoli tým doufá, že tuto síť rozšíří na více než 500 jednotek po celém městě během příštího půl desetiletí. Každý senzor FloodNet je samostatný solárně napájený systém, který využívá ultrazvuk jako neviditelný dálkoměr – jak voda stoupá, vzdálenost mezi povrchem ulice a senzorem se zmenšuje a výpočet rozdílu mezi tímto a základními hodnotami ukazuje, kolik vody úroveň stoupla. Tým NYU se rozhodl pro řešení založené na ultrazvuku spíše než, řekněme, LiDAR nebo RADAR, protože ultrazvuková technologie je o něco levnější a poskytuje více zaměřená návratová data, stejně jako je přesnější a vyžaduje méně údržby než základní kontaktní vodní senzor.

Data, která každý senzor produkuje, jsou přenášena bezdrátově pomocí transceiveru LoRa do rozbočovače brány, který může stahovat z jakéhokoli senzoru v okruhu jedné míle a přenášet je přes internet na servery FloodNet. Data se pak zobrazují v reálném čase na Domovská stránka FloodNet.

„Město hodně investovalo do prediktivních modelů [odhadů], kde by se zaplavilo při určitém množství deště nebo zvýšení přílivu,“ řekl Silverman. Senzory nebudou muset být instalovány na každém rohu, aby byly co nejúčinnější, zdůraznila. Existují „určité lokality, u kterých je pravděpodobnější, že budou náchylnější k záplavám kvůli topologii nebo kvůli kanalizační síti nebo například kvůli blízkosti pobřeží. A tak tyto modely používáme, abychom získali představu o místech, kde to může být nejvíce náchylné k povodním,“ a také oslovujeme místní obyvatele s bezprostředními znalostmi o pravděpodobných záplavových oblastech.

Aby bylo možné program dále zavést, budou muset senzory projít mírným přepracováním, poznamenal Silverman. "Další verze senzoru, přebíráme to, co jsme se naučili z naší současné verze, a činíme ji o něco lépe vyrobitelnou," řekla. "Jsme v procesu testování a pak doufáme, že zahájíme naše první výrobní kolo, a to je to, co nám umožní expandovat."

FloodNet je open-source podnik, takže všechna schémata senzorů, firmware, příručky údržby a data jsou volně k dispozici na týmovou stránku GitHub. „Je zřejmé, že musíte mít nějaké technické know-how, abyste je mohli sestavit – možná to není právě teď, kde by jen tak někdo mohl jít postavit senzor, nasadit jej a být okamžitě online, pokud jde o to, aby byl schopen jen generovat data, ale snažíme se tam dostat,“ připustil Silverman. „Nakonec bychom se rádi dostali na místo, kde bychom mohli mít návrhy napsané tak, aby k nim mohl přistupovat každý.“