NYU rakentaa ultraäänitulvaanturiverkkoa New Yorkin Gowanusin alueelle

Pihmiset tekivät joitain 760 miljoonaa matkaa New Yorkin metrojärjestelmässä viime vuonna. Myönnetään, se on alaspäin 1.7 biljoona matkat, pandemiaa edeltävä, mutta silti kaukana kaksi seuraavaa suurinta kauttakulkujärjestelmää - DC:n metro ja Chicago Transit Authority - yhdistetty. Joten kun suuria myrskyjä, kuten viime vuoden hurrikaani Idan jäänteet, no'easters, rankkasateet tai vuorovedet suolla New Yorkin matalalla sijaitsevia rannikkoalueita ja infrastruktuuria, se on iso juttu.

Ja se on sopimus, joka vain kasvaa ilmastonmuutoksen ansiosta. Merenpinnat ympäri kaupunkia ovat jo noussut viime vuosisadalla New York Cityn ilmastonmuutospaneelin mukaan 8–30 tuumaa odotetaan vuosisadan puoliväliin mennessä ja jopa 75 tuumaa lisää vuoteen 2100 mennessä. Auttaakseen kaupunkisuunnittelijoita, pelastustyöntekijöitä ja jokapäiväisiä kansalaisia ​​paremmin valmistautumaan 100 vuoden myrskyihin, joita tapahtuu yhä useammin joka pari, tutkijat NYU:n Urban Flooding Group ovat kehittäneet katutason anturijärjestelmän, joka voi seurata nousevia katuveden reaaliajassa.

New Yorkin kaupunki on asetettu useiden matalien saarten huipulle ja on ollut Keski-Atlantin hurrikaanien raivoissa koko historiansa ajan. Vuonna 1821 hurrikaani iski suoraan kaupungin ylle ja tulvi kaduille ja laitureille 13 jalan aalloilla, jotka nousivat vain tunnin aikana; myrsky Cat I vuonna 1893 pyysi sitten kaikki sivilisaation merkit Hog Islandilta, ja Cat III kulki Long Islandin yli tappaen 200 ja aiheuttaen suuria tulvia. Asiat eivät parantuneet myrskyn nimeämiskäytännön myötä. Carol vuonna 1954 aiheutti myös kaupungin laajuisia tulvia, Donna vuonna 60 toi mukanaan 11 jalan myrskytulvan, ja Ida vuonna 2021 näki alueella ennennäkemättömän määrän sateita ja sitä seuranneita tulvia. tappoi yli 100 ihmistä ja aiheutti lähes miljardin dollarin vahingot.

Kuten NYC:n suunnitteluosasto selittää, kun on kyse rakennusmääräysten asettamisesta, kaavoittamisesta ja suunnittelusta, kaupunki toimii FEMA:n alustavien tulvavakuutusmäärien karttojen (PFIRM) mukaisesti. laskea alueen tulvariskiä. PFIRMs kattaa alueet, joissa, "tulvaveden odotetaan nousevan sellaisen tulvan aikana, jonka vuotuinen todennäköisyys on 1 prosentti", jota joskus kutsutaan 100 vuoden tulva-alueeksi. Vuodesta 2016 lähtien noin 52 miljoonaa neliöjalkaa NYC:n rannikkoa kuuluu tähän luokkaan, mikä vaikuttaa 400,000 2050 asukkaaseen – enemmän kuin Clevelandin, Tampan tai St. Louisin koko väestö. Vuoteen 100 mennessä vaikutusalueen odotetaan kaksinkertaistuvan ja sadan vuoden tulvien todennäköisyys kolminkertaistuu, mikä tarkoittaa, että todennäköisyys, että kotisi kohtaa merkittäviä tulvia 30 vuoden asuntolainan aikana, nousee nykyisestä noin 26 prosentista lähes 80 prosenttia vuosisadan puoliväliin mennessä.

Sellaisenaan vastaaminen tämän päivän tulviin varautumalla paheneviin tapahtumiin tulevaisuudessa on kriittinen tehtävä NYC:n hallinnolle, mikä edellyttää koordinointia hallituksen ja kansalaisjärjestöjen välillä paikallisella, osavaltion ja liittovaltion tasolla. FloodNet, NYU:n ensimmäisenä käynnistämä ja CUNY:n avulla laajennettu ohjelma, toimii hyperlokaalitasolla tarjotakseen katu-kadulta katsauksen tulvista tietyllä alueella. Ohjelma aloitti NYU:n Urban Flooding Groupin kanssa.

"Suunnittelemme, rakennamme ja otamme käyttöön edullisia antureita katutason tulvien mittaamiseen", Dr. Andrea Silverman, ympäristöinsinööri ja apulaisprofessori NYU:sta Rakennus- ja kaupunkitekniikan laitos, Kertoi Engadget. ”Ajatuksena on, että se voi tarjota kipeästi tarvittavaa kvantitatiivista dataa. Ennen FloodNetiä ei ollut kvantitatiivisia tietoja katutason tulvista, joten ihmisillä ei todellakaan ollut täydellistä käsitystä siitä, kuinka usein tietyt paikat tulvat – esimerkiksi tulvien kesto, syvyys, puhkeamisnopeus ja vedenpoisto.”

"Ja nämä kaikki ovat tietoja, joista on apua infrastruktuurin suunnittelussa, mutta myös hätätilanteiden hallinnassa", hän jatkoi. "Joten meillä on tietomme saatavilla, he lähettävät hälytyksiä kiinnostuneille ihmisille, kuten National Weather Service ja hätätilanteiden hallinta, auttaakseen reagoimaan."

FloodNet on tällä hetkellä varhaisessa kehitysvaiheessa, ja vain 23 anturiyksikköä on pystytetty 8 jalkaa korkeisiin pylväisiin koko Gowanusin kaupunginosassa Brooklynissa, vaikka tiimi toivookin laajentavansa verkkoa yli 500 yksikköön koko kaupungin alueella seuraavan puolen vuosikymmenen aikana. Jokainen FloodNet-anturi on itsenäinen, aurinkovoimalla toimiva järjestelmä, joka käyttää ultraääntä näkymättömänä etäisyysmittarina – kun tulvavedet nousevat, kadun pinnan ja anturin välinen etäisyys kutistuu. Sen ja peruslukemien välisen eron laskeminen näyttää, kuinka paljon vettä taso on noussut. NYU-tiimi valitsi ultraäänipohjaisen ratkaisun mieluummin kuin esimerkiksi LiDAR tai RADAR, koska ultraäänitekniikka on hieman halvempi ja tarjoaa tarkempia palautustietoja sekä tarkempia ja vaatii vähemmän huoltoa kuin peruskosketinvesianturi.

Kunkin anturin tuottama data välitetään langattomasti LoRa-lähetin-vastaanottimen avulla yhdyskäytäväkeskittimeen, joka voi vetää mistä tahansa anturista yhden mailin säteellä ja siirtää sen Internetin kautta FloodNet-palvelimille. Tiedot näytetään sitten reaaliajassa FloodNetin kotisivu.

"Kaupunki on investoinut paljon ennustaviin malleihin [arvioimaan], missä se tulvii tietyn määrän sadetta tai lisääntyisi vuorovedellä", Silverman sanoi. Hän huomautti, että antureita ei tarvitse asentaa joka nurkkaan, jotta ne olisivat tehokkaimpia. On "tietyt paikat, jotka ovat todennäköisemmin tulvaherkkiä esimerkiksi topologian tai viemäriverkoston tai rannikon läheisyyden vuoksi. Ja siksi käytämme näitä malleja yrittääksemme saada käsityksen paikoista, joissa se voi olla tulvaalttiimmin”, sekä tavoittaa paikallisia asukkaita, joilla on ensikäden tietoa todennäköisistä tulva-alueista.

Jotta ohjelmaa voitaisiin jatkaa, anturit on suunniteltava hieman uudelleen, Silverman huomautti. "Seuraava anturin versio, otamme sen, mitä olemme oppineet nykyisestä versiostamme, ja teemme siitä hieman valmistavamman", hän sanoi. "Testaamme sitä parhaillaan, ja sitten toivomme aloittavamme ensimmäisen valmistuskierroksemme, ja se antaa meille mahdollisuuden laajentaa toimintaamme."

FloodNet on avoimen lähdekoodin hanke, joten kaikki anturikaaviot, laiteohjelmistot, huoltooppaat ja tiedot ovat vapaasti saatavilla osoitteessa joukkueen GitHub-sivulla. ”Ilmeisesti sinulla on oltava jonkinlainen tekninen tietotaito, jotta voit rakentaa ne – se ei ehkä ole juuri nyt paikka, jossa kuka tahansa voisi rakentaa anturin, ottaa sen käyttöön ja olla verkossa välittömästi, sillä se voi vain luoda. tiedot, mutta yritämme päästä sinne”, Silverman myönsi. "Lopuksi haluaisimme päästä paikkaan, jossa voimme kirjoittaa suunnitelmat siten, että kuka tahansa voi lähestyä sitä."