NYU būvē ultraskaņas plūdu sensoru tīklu Ņujorkas Gowanus apkaimē

Pcilvēki dažus uztaisīja 760 miljoni braucienu Ņujorkas metro sistēmā pagājušajā gadā. Tiesa, tas ir zemāks par apkārtni 1.7 triljons braucieni, pirms pandēmijas, bet joprojām tālu apsteidza nākamās divas lielākās tranzīta sistēmas — DC metro un Čikāgas tranzīta iestāde - apvienots. Tātad, kad lielas vētras, tāpat kā pagājušā gada viesuļvētras Ida paliekas, ne'austrumi, spēcīgas lietusgāzes vai plūdmaiņas un plūdmaiņas pārpludina Ņujorkas zemās piekrastes zonas un infrastruktūru, tas ir liels darījums.

Un tas ir darījums, kas kļūst tikai lielāks, pateicoties klimata pārmaiņām. Jūras līmenis ap pilsētu ir jau pagājušajā gadsimtā pacēlies kāju Saskaņā ar Ņujorkas Klimata pārmaiņu ekspertu grupas datiem līdz gadsimta vidum gaidāms vēl 8–30 collu pieaugums un līdz 75. gadam – līdz 2100 collām. Lai palīdzētu pilsētplānotājiem, avārijas seku likvidētājiem un ikdienas iedzīvotājiem labāk sagatavoties 100 gadu vētrām, kas arvien biežāk notiek ik pēc pāris, pētnieki no NYU Pilsētu plūdu grupa ir izstrādājuši ielu līmeņa sensoru sistēmu, kas var reāllaikā izsekot ielu plūdmaiņas un bēguma pieaugumam.

Ņujorkas pilsēta atrodas vairāku zemu salu virsotnē un ir bijusi pakļaujas Vidusatlantijas viesuļvētru niknumam visā tās vēsturē. Tiek ziņots, ka 1821. gadā viesuļvētra skāra tieši virs pilsētas, appludinot ielas un piestātnes ar 13 pēdu viļņiem, kas pieauga tikai vienas stundas laikā; 1893. gadā sekojošā Cat I vētra pēc tam izpētīja visas civilizācijas pazīmes no Cūku salas, un III kaķa vētra gāja pāri Longailendai, nogalinot 200 un izraisot lielus plūdus. Situācija neuzlabojās līdz ar vētras nosaukumu konvencijas parādīšanos. Kerola 1954. gadā izraisīja arī pilsētas mēroga plūdus, Donna 60. gadā sev līdzi izraisīja 11 pēdu vētru, bet Ida 2021. gadā pieredzēja nepieredzēti daudz nokrišņu un tam sekojošus plūdus reģionā. nogalinot vairāk nekā 100 cilvēkus un nodarot zaudējumus gandrīz miljarda dolāru apmērā.

Kā skaidro NYC Plānošanas departaments, kad runa ir par būvnormatīvu noteikšanu, zonējumu un plānošanu, pilsēta strādā, pamatojoties uz FEMA provizoriskajām plūdu apdrošināšanas likmes kartēm (PFIRM). aprēķināt apgabala plūdu risku. PFIRM aptver vietas, kur, “paredzams, ka plūdu ūdeņi paaugstināsies plūdu laikā, kura rašanās iespējamība ir 1 procents gadā”, dažreiz saukta par 100 gadu palieni. No 2016. gada aptuveni 52 miljoni kvadrātpēdu NYC piekrastes līnija ietilpst šajā kategorijā, ietekmējot 400,000 2050 iedzīvotāju — vairāk nekā visas Klīvlendas, Tampas vai Sentluisas iedzīvotājus. Paredzams, ka līdz 100. gadam šī ietekmes zona dubultosies, un 30 gadu plūdu iespējamība varētu trīskāršoties, kas nozīmē, ka iespēja, ka jūsu mājoklis saskarsies ar ievērojamiem plūdiem 26 gadu hipotēkas kredīta laikā, palielināsies no aptuveni 80 procentiem uz šodienu. gadsimta vidum gandrīz XNUMX procenti.

Kā tāds, reaģēšana uz šodienas plūdiem, gatavojoties pasliktinošiem notikumiem nākotnē, ir kritisks Ņujorkas administrācijas uzdevums, kas prasa koordināciju starp valdību un NVO vietējā, valsts un federālā līmenī. FloodNet — programma, kuru vispirms uzsāka NYU un kuru paplašināja ar CUNY palīdzību, tā darbojas hiperlokālā līmenī, lai nodrošinātu plūdu apskatu konkrētā apkaimē. Programma sākās ar NYU pilsētu plūdu grupu.

"Mēs būtībā projektējam, būvējam un izvietojam zemu izmaksu sensorus, lai mērītu ielu līmeņa plūdus," Dr. Andrea Silverman, vides inženiere un Ņujorkas universitātes asociētā profesore. Būvniecības un pilsētbūvniecības katedra, teica Engadget. "Ideja ir tāda, ka tā var nodrošināt ļoti nepieciešamos kvantitatīvos datus. Pirms FloodNet nebija kvantitatīvu datu par plūdiem ielu līmenī, tāpēc cilvēkiem nebija pilnīgas izpratnes par to, cik bieži noteiktas vietas tiek appludinātas — piemēram, plūdu ilgums, dziļums, plūdu rašanās ātrums un drenāža.

"Un šī ir visa informācija, kas ir noderīga gan infrastruktūras plānošanai, gan ārkārtas situāciju pārvaldībai," viņa turpināja. "Tātad mums ir pieejami mūsu dati, viņi sūta brīdinājumus, lai redzētu interesentus, piemēram, Nacionālo laikapstākļu dienestu un ārkārtas situāciju pārvaldību, lai palīdzētu informēt viņus."

FloodNet pašlaik ir agrīnā izstrādes stadijā, un tikai 23 sensoru vienības ir uzstādītas uz 8 pēdu augstiem stabiem visā Gowanus apkaimē Bruklinā, lai gan komanda cer paplašināt šo tīklu līdz vairāk nekā 500 vienībām visā pilsētā nākamajā pusdesmit gadu laikā. Katrs FloodNet sensors ir autonoma, ar saules enerģiju darbināma sistēma, kas izmanto ultraskaņu kā neredzamu attāluma mērītāju — paaugstinoties plūdu ūdeņiem, attālums starp ielas virsmu un sensoru samazinās, aprēķinot atšķirību starp to un bāzes rādījumiem, tiek parādīts ūdens daudzums. līmenis ir cēlies. NYU komanda izvēlējās uz ultraskaņu balstītu risinājumu, nevis, piemēram, LiDAR vai RADAR, jo ultraskaņas tehnoloģija ir nedaudz lētāka un nodrošina precīzākus atgriešanas datus, kā arī ir precīzāka un prasa mazāku apkopi nekā pamata kontakta ūdens sensors.

Katra sensora radītie dati tiek pārsūtīti bezvadu režīmā, izmantojot LoRa raiduztvērēju uz vārtejas centrmezglu, kas var iegūt no jebkura sensora vienas jūdzes rādiusā un nosūtīt tos caur internetu FloodNet serveriem. Pēc tam dati tiek parādīti reāllaikā FloodNet mājas lapa.

"Pilsēta ir daudz ieguldījusi prognozējošos modeļos [aplēšot], kur tā varētu appludināt ar noteiktu lietus daudzumu vai palielināt paisumu," sacīja Silvermens. Viņa norādīja, ka sensori nebūs jāuzstāda uz katra stūra, lai tie būtu visefektīvākie. Ir “noteiktas vietas, kuras, piemēram, ir pakļautas plūdiem topoloģijas, kanalizācijas tīkla vai krasta tuvuma dēļ. Un tāpēc mēs izmantojam šos modeļus, lai mēģinātu iegūt priekšstatu par vietām, kur tā var būt visvairāk plūdu apdraudēta”, kā arī uzrunātu vietējos iedzīvotājus, kuriem ir tiešas zināšanas par iespējamām plūdu zonām.

Lai turpinātu programmas izvēršanu, sensori būs nedaudz jāpārveido, atzīmēja Silvermans. "Nākamā sensora versija, mēs ņemam vērā to, ko esam iemācījušies no mūsu pašreizējās versijas, un padarām to nedaudz vairāk izgatavojamu," viņa teica. "Mēs to pārbaudām, un tad mēs ceram sākt savu pirmo ražošanas kārtu, un tas ļaus mums paplašināties."

FloodNet ir atvērtā koda uzņēmums, tāpēc visas sensoru shēmas, programmaparatūra, apkopes rokasgrāmatas un dati ir brīvi pieejami vietnē komandas GitHub lapā. “Acīmredzot jums ir jābūt kaut kādām tehniskām zināšanām, lai varētu tos izveidot — iespējams, ka šobrīd ikviens varētu izveidot sensoru, izvietot to un būt tiešsaistē, lai varētu vienkārši ģenerēt. datus, bet mēs cenšamies tur nokļūt," atzina Silvermens. "Galu galā mēs vēlētos nokļūt vietā, kur mēs varam izveidot dizainu tā, lai ikviens to varētu pietuvināt."