传感器网络帮助对抗洪水和噪音污染

纽约大学的研究人员正在使用分布式传感器网络来开发防洪和噪声保护措施

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挖掘机在工地作业的街道附近的噪音传感器。

纽约大学的s亚博排列五投注网站onic项目建造的声音传感器是为恶劣的环境和条件而设计的。他们将收集数据,让研究人员和市民更有效地监测和应对城市噪音污染。

纽约大学SONYC

这是一个赞助文章由纽约大学坦顿工程学院

一个常见的谚语如果你能衡量一件事,你就能控制它,或者至少能管理它。纽约市在努力减少街道洪水和噪音污染的负面影响方面面临的一个挑战是如何有效地衡量这些问题。

两个多学科团队纽约大学城市科学与进步中心(CUSP)开发了传感器网络,提供洪水和噪音污染的近实时数据采集和分析,使纽约在收集数据方面具有独特的优势,以帮助解决这些具有挑战性的城市问题。


安装在路标上的洪水传感器,具有超声波脉冲发射器和探测器。

FloodNet传亚博排列五投注网站感器安装在洪水易发地点的路标上,使用压电换能器产生的向下的超声波脉冲,换能器后面的接收器检测脉冲的反射。

FloodNet

2015年,噪音传感器开发的起源是,噪音是纽约市发现的最重要的生活质量问题之一,但该市每年只有50名噪音执法人员来处理数百万起此类投诉。

在2015年的支持下国家科学基金格兰特,纽约之声(sonic)项目的成立是为了建立和部署噪声传感器,与亚博排列五投注网站纽约市环境保护部该市负责执行噪音法规。查理Mydlarz他是纽约大学CUSP的研究助理教授,领导了该项目的传感器设计工作,该项目涉及大规模噪声监测、机器学习技术、大数据分析和公民科学报告,以更有效地监测、分析和响应城市噪声污染。

利用传感器网络进行城市监测的方法也被用于FloodNet项目该联盟由纽约大学的研究人员和纽约大学的研究人员组成纽约城市大学(纽约市立大学)和城市机构人员在纽约市长气候弹性办公室(MOCR)和首席技术官办公室包括纽约大学CUSP教授安德里亚·西尔弗曼伊丽莎白HenaffTega大脑和Mydlarz。

“我们意识到,几乎没有定量或实时的洪水数据可用。那时,我们意识到我们需要自己收集这些数据。”

- - - - - -安德里亚·西尔弗曼纽约大学坦顿工程学院和纽约大学全球公共卫生学院

最初,西尔弗曼、汉纳夫和布Brain的研究旨在测量洪水中的污染物。然而,研究小组很快就发现,很难确定何时前往现场收集洪水样本。目前还不清楚多少降雨量会导致纽约市不同地点的街道洪水。

西尔弗曼说:“面对这一挑战,我们开始寻找可以提供洪水信息的数据集,并意识到不仅在纽约市,而且在世界各地的城市环境中,几乎没有可用的定量或实时洪水数据。”“那时,我们意识到我们需要自己收集这些数据。”

传感器网络如何工作

FloodNet成立于2020年,汇集了社区、研究人员和纽约市政府机构,开发水位传感器,并收集关于纽约洪水频率、严重程度和影响的数据。亚博排列五投注网站最终,通过FloodNet获得的数据和知识可以被当地居民、研究人员和城市机构用于应对洪水风险。事实上,纽约市在成立之初就承认了洪水传感器数据的重要性极端天气应变特别小组该报告将传感器部署列为其行动计划中的一项举措,以改善该市对未来极端降水事件的响应。

虽然sonc和FloodNet传感器网络的总体设计建立在相同的传感器网络基本概念之上,但它们基于两种不同类型的传感器技术。对于sonic项目,核心技术是高质量、低成本和强大的微电子机械系统(MEMS)麦克风,而对于FloodNet,传感器使用压电换能器产生的向下的超声波脉冲,换能器后面有一个接收器,用于检测脉冲的反射。亚博排列五投注网站从发射到探测到脉冲之间的时间可以用来计算距离,然后换算成洪水深度。

由sonic项目开发,部署在住宅环境中的城市噪声传感器依赖于高质量、低成本和强大的微电子亚博排列五投注网站机械系统(MEMS)麦克风。索尼的最新版本被称为“索尼之家”(sonic Home),安装在那些投诉过噪音的纽约人的窗户上。

纽约大学SONYC

洪水网传感器安装在亚博排列五投注网站纽约市洪水易发地点的路标和灯杆上。传感器被亚博排列五投注网站调整为只检测来自洪水等大型表面的反射,而不是较小的瞬态表面,包括锁在传感器安装的柱子上的自行车。

从原始数据到可操作的信息

sonic和FloodNet都已经产生了影响。根据Mydlarz的说法,在sonic的最新版本中,被称为sonic Home的传感器被安装在纽约人的窗亚博排列五投注网站户上,这些人已经登记过噪音投诉,通常是由于建筑或垃圾收集引起的长期噪音问题。

Mydlarz说:“有了噪音传感器,居民就能看到来自外界噪声源的数据,并与之互动。”“用噪音观测补充传感器数据的能力,使投诉人能够采取积极措施解决问题,并有望最终解决问题,这些数据将直接路由到纽约市DEP进行数据驱动的噪音执法。”

西尔弗曼指出,类似地,FloodNet旨在为社区提供可操作的信息。“传感器本身并不能防止一个社区发生洪水,”她说。“但有许多潜在的数据用途,可以帮助告知干预措施应该采取哪些措施。”

“用噪音观测补充传感器数据的能力,使投诉人能够采取积极措施解决问题,并有望最终解决问题。”

- - - - - -查理Mydlarz纽约大学城市科学与进步中心

下一步:网络扩展和数据仪表板

FloodNet已经证明了其作为向城市传输实时数据的一种方式的价值,最近一次是在2021年底的极端风暴亨利和艾达期间。洪水网传感器能够记亚博排列五投注网站录街道洪水的分布,一些洪水达到3英尺(91.5厘米)深。可以这么说,这些能力还不为人所知,因为FloodNet仍处于测试阶段;然而,西尔弗曼预计,在2022年初,随着网络的扩大和数据仪表板的发布,它可以开始提供更多的信息。

一个传感器安装在布鲁克林易受洪水侵袭的Gowanus社区。

FloodNet

SONYC和泛洪网传感器的基础技术可以转移到其他城市。亚博排列五投注网站然而,面临的挑战不仅仅是在城市中部署传感器网络,还包括获得城市官员的支持和合作,以使其发挥作用,并为数据的可操作使用开发一个框架。

“这项技术本身是位置不可知的,”Mydlarz说。“挑战在于如何融入这些机构和城市本身。你不能走进一个有传感器网络的城市,并期望立即开始使用它。有一个过程可以与合适的人交谈,了解当地情况,与合适的机构建立合作关系,并了解如何在当地限制条件下部署传感器网络。”

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欧洲扩大虚拟边界以阻止移民

我们的调查显示,欧洲正在转向遥感探测航海移民,以便非洲国家可以把他们拉回来

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一群人坐在水面上的充气船上,背景是一艘巡逻舰。

2020年2月28日,在希腊莱斯博斯岛的Skala Sikaminias村,从土耳其横渡爱琴海的移民在一艘Frontex船只的陪同下乘坐橡皮艇。

美联社

午夜过后当时一艘载有数十名移民的橡皮艇从利比亚出发,遭遇了一艘来自马德拉岛的笨重货船和一架欧洲军用飞机。船长停止了引擎,飞机对着橡皮艇闪烁着灯光。但无论是船只还是飞机都没有前来救援。相反,马耳他当局告知船长不得不等待来自马耳他的船只来接走这些移民。当这些船只到达时,三名移民在试图游向闲置的船只时溺亡。

这艘停泊在马耳他的私人船只搭载了幸存者,向南行驶约237公里,将这些移民交给了利比亚当局,而不是返回160公里外的马耳他。利比亚过去和现在都处于内战之中。另外5名移民在南行途中死亡。通过将移民送到那里,马耳他船只的船长,或许还有相关的欧洲救援当局,可能违反了国际海洋法,该法律要求船长将他们救援的人送回安全的港口。相反,在过去十年中返回利比亚的移民报告说,他们在试图穿越地中海时遭到奴役、身体虐待、勒索和谋杀。

如果将获救的移民送往利比亚是合法的,那么它的成本将与向南而不是向东多派出几公里的救援船一样低。但在过去几年里,欧洲海上军事巡逻的海上救援行动越来越少,同时增加了有人和无人的空中巡逻,并投资于遥感技术,以扩大虚拟边界,在移民接近实际边界之前阻止他们。

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