Нью-Йоркский университет строит сеть ультразвуковых датчиков затопления в районе Гованус в Нью-Йорке.

Pлюди сделали некоторые В прошлом году в метро Нью-Йорка было совершено 760 миллионов поездок.. Конечно, это вниз со всего 1.7 триллион Поездки, до пандемии, но все еще далеко опередивший две следующие крупнейшие транспортные системы — Метро округа Колумбия и Транзитное управление Чикаго — комбинированный. Поэтому, когда сильный шторм, как прошлогодние остатки урагана Ида, северные востока, сильные ливни или приливы затапливают низменные прибрежные районы и инфраструктуру Нью-Йорка, это большое дело.

И это соглашение становится только больше благодаря изменению климата. Уровень моря вокруг города уже поднялся на фут в прошлом веке по данным Группы экспертов Нью-Йорка по изменению климата, к середине века ожидается увеличение еще на 8–30 дюймов, а к 75 году — до 2100 дополнительных дюймов. Чтобы помочь городским планировщикам, спасателям и обычным гражданам лучше подготовиться к 100-летним штормам, которые все чаще случаются с каждой парой, исследователи из Группа Нью-Йоркского университета по наводнениям в городах разработали сенсорную систему на уровне улиц, которая может отслеживать рост уличных приливов в режиме реального времени.

Город Нью-Йорк расположен на нескольких низменных островах и был подвержен ярости срединно-атлантических ураганов на протяжении всей своей истории. Сообщается, что в 1821 году ураган обрушился прямо на город, затопив улицы и пристани 13-футовыми волнами, поднявшимися всего за один час; последующий шторм категории I в 1893 году стер все признаки цивилизации с острова Хог, а шторм категории III прошел над Лонг-Айлендом, убив 200 человек и вызвав сильное наводнение. Ситуация не улучшилась с появлением соглашения об именах штормов. Кэрол в 1954 году также вызвала общегородские наводнения, Донна в 60-м принесла с собой 11-футовый штормовой нагон, а Ида в 2021 году увидела беспрецедентное количество осадков и последующие наводнения в регионе. погибло более 100 человек, а ущерб составил почти миллиард долларов..

Как поясняет Департамент планирования Нью-Йорка, когда дело доходит до установления строительных норм, зонирования и планирования, город использует предварительные карты ставок страхования от наводнений FEMA (PFIRM) для рассчитать риск затопления территории. PFIRM охватывать области, где, «ожидается, что паводковые воды поднимутся во время наводнения, вероятность возникновения которого составляет 1 процент в год», иногда называемого 100-летней поймой. По состоянию на 2016 год около 52 миллионов квадратных футов береговой линии Нью-Йорка подпадает под эту категорию, затрагивая 400,000 2050 жителей — больше, чем все население Кливленда, Тампы или Сент-Луиса. Ожидается, что к 100 году эта область воздействия удвоится, а вероятность 30-летних наводнений может утроиться, а это означает, что шансы того, что ваш дом столкнется со значительным наводнением в течение 26-летней ипотеки, подскочат с примерно 80 процентов сегодня до почти XNUMX процентов к середине века.

Таким образом, реагирование на сегодняшние наводнения и подготовка к ухудшению ситуации в будущем является критической задачей для администрации Нью-Йорка, требующей координации между правительством и НПО на местном уровне, уровне штата и федеральном уровне. FloodNet, программа, запущенная сначала Нью-Йоркским университетом и расширенная с помощью CUNY, работает на гиперлокальном уровне, чтобы обеспечить просмотр улицы за улицей наводнения в данном районе. Программа началась с Городской группы наводнений Нью-Йоркского университета.

«По сути, мы проектируем, строим и внедряем недорогие датчики для измерения затопления на уровне улиц», — говорит доктор Андреа Сильверман, инженер-эколог и доцент Нью-Йоркского университета. Департамент гражданского и городского строительства, Сказал Engadget. «Идея состоит в том, что он может предоставить крайне необходимые количественные данные. До FloodNet не было количественных данных о наводнениях на уровне улиц, поэтому люди не имели полного представления о том, как часто затапливаются определенные места — например, о продолжительности наводнений, глубине, скорости возникновения и дренажа».

«И все это информация, полезная как для планирования инфраструктуры, так и для управления в чрезвычайных ситуациях», — продолжила она. «Таким образом, у нас есть доступные данные, они отправляют предупреждения заинтересованным людям, таким как Национальная метеорологическая служба и управление по чрезвычайным ситуациям, чтобы помочь информировать их ответ».

FloodNet в настоящее время находится на ранней стадии разработки: всего 23 датчика установлены на столбах высотой 8 футов по всему району Гованус в Бруклине, хотя команда надеется расширить эту сеть до более чем 500 блоков по всему городу в течение следующих пяти лет. Каждый датчик FloodNet представляет собой автономную систему с питанием от солнечной энергии, которая использует ультразвук в качестве невидимого дальномера — по мере подъема паводковых вод расстояние между поверхностью улицы и датчиком сокращается. уровень поднялся. Команда Нью-Йоркского университета выбрала решение на основе ультразвука, а не, скажем, LiDAR или RADAR, поскольку ультразвуковая технология немного дешевле и обеспечивает более целенаправленные возвратные данные, а также является более точной и требует меньше обслуживания, чем базовый контактный датчик воды.

Данные, которые производит каждый датчик, передаются по беспроводной сети с помощью приемопередатчика LoRa на концентратор шлюза, который может получать данные с любого датчика в радиусе одной мили и передавать их через Интернет на серверы FloodNet. Затем данные отображаются в режиме реального времени на Домашняя страница Фладнета.

«Город вложил много средств в модели прогнозирования [оценки], где он будет затоплен с определенным количеством дождя или усилением прилива», — сказал Сильверман. По ее словам, датчики не нужно будет устанавливать на каждом углу, чтобы они были максимально эффективными. Есть «некоторые места, которые с большей вероятностью будут подвержены наводнениям из-за топологии, канализационной сети или, например, из-за близости к побережью. И поэтому мы используем эти модели, чтобы попытаться получить представление о местах, где он может быть наиболее подвержен наводнениям», а также связаться с местными жителями из первых рук о вероятных районах наводнения.

По словам Сильвермана, для дальнейшего развертывания программы датчики необходимо будет немного переработать. «В следующей версии датчика мы берем то, что узнали из нашей текущей версии, и делаем ее немного более технологичной», — сказала она. «Мы находимся в процессе тестирования, а затем надеемся начать наш первый производственный цикл, и именно это позволит нам расшириться».

FloodNet — это предприятие с открытым исходным кодом, поэтому все схемы датчиков, микропрограммы, руководства по обслуживанию и данные находятся в свободном доступе на страница команды GitHub. «Очевидно, что вам нужно иметь какое-то техническое ноу-хау, чтобы иметь возможность их создавать — сейчас может быть не так, когда любой может построить датчик, развернуть его и немедленно подключиться к сети, с точки зрения возможности просто генерировать данные, но мы пытаемся добраться туда», — признал Сильверман. «В конце концов, мы хотели бы добраться до места, где мы можем написать дизайн таким образом, чтобы каждый мог к нему подойти».