Ang NYU ay gumagawa ng isang ultrasonic flood sensor network sa kapitbahayan ng Gowanus ng New York

Pgumawa ng ilan 760 milyong biyahe sakay ng subway system ng New York noong nakaraang taon. Totoo, pababa iyon mula sa paligid 1.7 sang-angaw na angaw trip, bago ang pandemya, ngunit nalampasan pa rin ang susunod na dalawang pinakamalaking sistema ng transit — Metro ng DC at ang Chicago Transit Authority — pinagsama. Kaya kapag may malalaking bagyo, tulad ng mga labi ng Hurricane Ida noong nakaraang taon, nor'easters, malakas na buhos ng ulan o malalaking tubig ay lumubog sa mabababang baybayin ng New York at imprastraktura, ito ay isang malaking bagay.

At ito ay isang pakikitungo na lumalaki lamang salamat sa pagbabago ng klima. Ang antas ng dagat sa paligid ng lungsod ay mayroon tumaas na ng isang paa noong nakaraang siglo na may isa pang 8- hanggang 30-pulgadang pagtaas na inaasahan sa kalagitnaan ng siglo, at hanggang 75 karagdagang pulgada sa 2100, ayon sa New York City Panel on Climate Change. Upang matulungan ang mga tagaplano ng lungsod, mga tagatugon sa emerhensiya at mga pang-araw-araw na mamamayan na mas mahusay na maghanda para sa 100-taong mga bagyo na lalong nangyayari sa bawat mag-asawa, mga mananaliksik mula sa Urban Flooding Group ng NYU nakabuo ng isang sistema ng sensor sa antas ng kalye na maaaring sumubaybay sa pagtaas ng tubig sa kalye sa real time.

Ang lungsod ng New York ay nasa ibabaw ng isang serye ng mga mababang isla at naging napapailalim sa mga galit ng mga bagyo sa kalagitnaan ng Atlantiko sa buong kasaysayan nito. Noong 1821, ang isang bagyo ay iniulat na direktang tumama sa ibabaw ng lungsod, bumabaha sa mga kalye at pantalan na may 13-foot swells na tumataas sa loob lamang ng isang oras; isang kasunod na bagyong Cat I noong 1893 pagkatapos ay sinaliksik ang lahat ng palatandaan ng sibilisasyon mula sa Hog Island, at isang Cat III ang dumaan sa Long Island, na ikinamatay ng 200 at nagdulot ng malaking pagbaha. Ang mga bagay ay hindi bumuti sa pagdating ng isang storm name convention. Nagdulot din si Carol noong 1954 ng mga baha sa buong lungsod, si Donna noong '60 ay nagdala ng 11-foot storm surge kasama niya, at si Ida noong 2021 ay nakakita ng hindi pa naganap na dami ng pag-ulan at kasunod na pagbaha sa rehiyon, pumatay ng higit sa 100 katao at nagdulot ng halos isang bilyong dolyar na pinsala.

Gaya ng ipinaliwanag ng NYC Planning Department, pagdating sa pagtatakda ng mga code ng gusali, pag-zoning at pagpaplano, ang lungsod ay gumagana sa mga Preliminary Flood Insurance Rate Maps (PFIRMs) ng FEMA upang kalkulahin ang panganib ng baha sa isang lugar. Mga PFIRM sakop ang mga lugar kung saan, “inaasahang tataas ang tubig baha sa panahon ng isang kaganapan sa baha na may 1 porsiyentong taunang pagkakataong mangyari,” kung minsan ay tinatawag na 100-taong baha. Noong 2016, humigit-kumulang 52 milyong square feet ng NYC coastline ang nasa kategoryang iyon, na nakakaapekto sa 400,000 residente — higit pa sa buong populasyon ng Cleveland, Tampa, o St. Louis. Pagsapit ng 2050, inaasahang doble ang epektong iyon at maaaring triple ang posibilidad ng 100-taong pagbaha, ibig sabihin, ang mga pagkakataon na ang iyong tahanan ay makakaharap ng malaking pagbaha sa loob ng isang 30-taong pagkakasangla ay tataas mula sa humigit-kumulang 26 porsiyento ngayon hanggang halos 80 porsiyento sa kalagitnaan ng siglo.

Dahil dito, ang pagtugon sa mga baha ngayon habang naghahanda para sa lumalalang mga kaganapan sa hinaharap ay isang kritikal na gawain para sa administrasyon ng NYC, na nangangailangan ng koordinasyon sa pagitan ng pamahalaan at NGO sa lokal, estado at pederal na antas. Ang FloodNet, isang programa na unang inilunsad ng NYU at pinalawak sa tulong ng CUNY, ay nagpapatakbo sa hyperlocal na antas upang magbigay ng isang street-by-street na pagtingin sa pagbaha sa buong isang partikular na kapitbahayan. Nagsimula ang programa sa Urban Flooding Group ng NYU.

"Kami ay mahalagang nagdidisenyo, nagtatayo at naglalagay ng mga sensor na may mababang halaga upang sukatin ang pagbaha sa antas ng kalye," Dr. Andrea Silverman, environmental engineer at Associate Professor sa NYU's Kagawaran ng Civil at Urban Engineering, Sinabi sa Engadget. "Ang ideya ay maaari itong magbigay ng hindi magandang kinakailangang dami ng data. Bago ang FloodNet, walang quantitative na data sa pagbaha sa antas ng kalye, kaya hindi lubos na naiintindihan ng mga tao kung gaano kadalas bumabaha ang ilang partikular na lokasyon — ang tagal ng baha, ang lalim, ang mga rate ng simula at drainage, halimbawa.”

"At ang lahat ng ito ay mga piraso ng impormasyon na nakakatulong para sa pagpaplano ng imprastraktura, para sa isa, ngunit para din sa pamamahala ng emerhensiya," patuloy niya. "Kaya mayroon kaming aming data na magagamit, nagpapadala sila ng mga alerto upang makita ang mga taong interesado, tulad ng National Weather Service at pamamahala ng emerhensiya, upang tumulong na ipaalam ang kanilang tugon."

Ang FloodNet ay kasalukuyang nasa maagang pag-unlad na may 23 sensor unit lang na itinayo sa 8-foot na taas na mga poste sa buong kapitbahayan ng Gowanus sa Brooklyn, kahit na umaasa ang team na palawakin ang network na iyon sa higit sa 500 unit sa buong lungsod sa loob ng susunod na kalahating dekada. Ang bawat FloodNet sensor ay isang self-contained, solar-powered system na gumagamit ng ultrasound bilang isang invisible rangefinder — habang tumataas ang tubig baha, lumiliit ang distansya sa pagitan ng ibabaw ng kalye at ng sensor, na kinakalkula ang pagkakaiba sa pagitan niyan at ang mga baseline na pagbabasa ay nagpapakita kung gaano kalaki ang tubig tumaas ang antas. Ang NYU team ay nag-opt para sa isang ultrasound-based na solusyon sa halip na, say LiDAR o RADAR, dahil sa ultrasound tech na bahagyang mas mura at nagbibigay ng mas nakatutok na data ng pagbabalik, pati na rin ang pagiging mas tumpak at nangangailangan ng mas kaunting maintenance kaysa sa isang pangunahing contact water sensor.

Ang data na ginagawa ng bawat sensor ay ipinapadala nang wireless gamit ang isang LoRa transceiver sa isang gateway hub, na maaaring kunin mula sa anumang sensor sa loob ng isang milyang radius at itulak ito sa internet patungo sa mga server ng FloodNet. Ang data ay ipapakita sa real-time sa Homepage ng FloodNet.

"Ang lungsod ay namuhunan ng malaki sa mga predictive na modelo [pagtatantya] kung saan ito babaha ng isang tiyak na dami ng pag-ulan, o pagtaas ng tubig," sabi ni Silverman. Hindi na kailangang i-install ang mga sensor sa bawat sulok upang maging pinaka-epektibo, itinuro niya. Mayroong "ilang mga lokasyon na mas malamang na maging baha dahil sa topology o dahil sa network ng imburnal o dahil sa kalapitan sa baybayin, halimbawa. Kaya't ginagamit namin ang mga modelong iyon upang subukang magkaroon ng ideya sa mga lokasyon kung saan maaaring ito ay pinaka-prone ng baha," pati na rin ang pag-abot sa mga lokal na residente na may unang kaalaman sa mga posibleng baha.

Upang higit pang mailunsad ang programa, ang mga sensor ay kailangang sumailalim sa isang bahagyang muling pagdidisenyo, sinabi ni Silverman. "Ang susunod na bersyon ng sensor, kinukuha namin ang natutunan namin mula sa aming kasalukuyang bersyon at ginagawa itong mas manufacturable," sabi niya. "Kami ay nasa proseso ng pagsubok na iyon at pagkatapos ay umaasa kaming simulan ang aming unang pag-ikot ng pagmamanupaktura, at iyon ang magpapahintulot sa amin na lumawak".

Ang FloodNet ay isang open-source na pakikipagsapalaran, kaya lahat ng sensor schematics, firmware, gabay sa pagpapanatili at data ay malayang magagamit sa pahina ng GitHub ng koponan. "Malinaw na kailangan mong magkaroon ng isang uri ng teknikal na kaalaman upang magawa ang mga ito - maaaring hindi ngayon kung saan kahit sino lang ay maaaring gumawa ng sensor, i-deploy ito at maging online kaagad, sa mga tuntunin ng kakayahang makabuo ng ang data, ngunit sinusubukan naming makarating doon,” pagsang-ayon ni Silverman. "Sa kalaunan, gusto naming makarating sa isang lugar kung saan maaari naming isulat ang mga disenyo sa paraang maaaring lapitan ito ng sinuman."