Dostrzeganie zmian urbanistycznych

Miasta wdrażają rozwiązania Internetu rzeczy.

W związku z rosnącą liczbą ludności wiele miast wdraża nowe systemy analityczne opierające się na urządzeniach podłączonych do Internetu, aby móc stawić czoła nowemu wyzwaniu. Firma Intel nawiązała bliską współpracę z radami miast większych metropolii na całym świecie. Oto najważniejsze wnioski, którymi podzielili się liderzy projektów miast inteligentnych.

Duncan Wilson cztery razy w tygodniu odpala swój biały motocykl Ducati 899 i pokonuje nim blisko 13 km gęsto zakorkowanej londyńskiej trasy do biura mieszczącego się w Imperial College. Gdy mija Hyde Park, czujnik zamontowany w specjalnej skrzynce wewnątrz bramy Victoria Gate mierzy poziom tlenków azotu, tlenków siarki i pyłu zawieszonego. To tylko jedno z prawie 80 podobnych urządzeń zamontowanych na terenie całego Londynu, które pomoże w zidentyfikowaniu najbardziej zanieczyszczonych obszarów czyli niechlubnych czarnych punktów na mapie, aby zwiększyć skuteczność walki ze smogiem.

„Jakby się zastanowić nad lokalizacją czarnych punktów na mapie, to zawsze znajdują się w pobliżu największych skrzyżowań i najintensywniej uczęszczanych szlaków komunikacyjnych” – mówi Wilson, dyrektor ds. badań firmy Intel prowadzący ten projekt o nazwie Sensing London. „Prowadzimy monitoring parków, aby utrzymać dobry stan obszarów zielonych”.

Sensing London jest projektem, w ramach którego dział firmy Intel, Collaborative Research Institute (Intel CRI) for Sustainable Connected Cities, nawiązał współpracę z Imperial College, University College, firmą Future Cities Catapult i członkami londyńskiej rady miasta, aby podobnie jak w innych inicjatywach na świecie wykorzystać Internet rzeczy do rozwiązania problemów takich jak zmieniający się klimat czy ograniczone dostępne środki publiczne. Realizowane na tej podstawie projekty obejmują zarówno drobne, lokalne inicjatywy, jak i duże projekty rządowe, firmowe, grup akademickich i obywatelskich.

W Barcelonie, czujniki zamontowane w śmietnikach wysyłają informacje o poziomie zapełnienia kontenerów do firmy zajmującej się zbieraniem odpadów. Systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji portu San Diego zostały wzbogacone o czujniki, które pomagają w obniżeniu zużycia energii i ułatwią zachowanie zgodności z nowymi zaostrzonymi przepisami.

Podstawową zaletą projektów miast inteligentnych jest fakt, że dane i wyciągnięte z nich wnioski mogą prowadzić do podejmowania bardziej świadomych decyzji, wypracowywania skuteczniejszych rozwiązań i osiągania lepszych efektów.

W ciągu miesiąca rozplanowaliśmy projekt.

Duncan Wilson, dyrektor ds. badań w firmie Intel

Projekt London Air

Londyn rozciąga się na obszarze prawie 1600 km kw., a po jego drogach jeździ 2,5 miliona samochodów i ciężarówek. Ponad 30% wszystkich tych pojazdów ma silnik wysokoprężny zasilany ropą naftową, który emituje do atmosfery znacznie więcej dwutlenku azotu i pyłu zawieszonego niż pojazdy jeżdżące na benzynie bezołowiowej. Zmierzony w Londynie poziom tych substancji zanieczyszczających powietrze okazał się wyższy niż w Pekinie, co w 2010 roku było przyczyną przedwczesnej śmierci 9500 osób.

Na chwilę obecną monitorowanie jakości powietrza w całym Londynie pozostaje niemożliwe. Z tego względu w ramach projektu Sensing London oprócz Hyde Parku postanowiono skupić się na trzech strategicznych miejscach: moście Tower Bridge, przy którym samochody zatrzymują się na kilka minut trzy razy dziennie, podczas gdy most jest wznoszony, aby umożliwić statkom przepłynięcie; Elephant and Castle, przy którym naukowcy prowadzą badania nad farbą pochłaniającą tlenki azotu; a także w dzielnicy Northern Enfield znajdującej się pomiędzy dwiema starymi autostradami o natężeniu ruchu przewyższającym ich przepustowość.

W dzielnicy Enfield „przygotowanie programu zajęło jeden miesiąc, a czujniki zbierają dane, które brama z systemem na chipie analizuje w czasie rzeczywistym. Brama następnie przesyła dane do chmury, która zapewnia elastyczną i skalowalną infrastrukturę przetwarzania danych numerycznych w zrozumiałe i użyteczne informacje.

Niestety nie odbywa się to bez komplikacji. Dokładność zbieranych danych może się pogorszyć m.in. ze względu na pozycję czujnika, jego obudowę, temperaturę i wilgotność powietrza czy silny wiatr.

Aby poprawić jego dokładność, zespół ICRI skalibrował londyńskie czujniki w oparciu o dane pochodzące z trzech bardzo dokładnych stacji kontroli jakości powietrza. Dodane algorytmy pomogły bramom poprawić dokładność przesyłanych danych.

„Wiele się nauczyliśmy o działaniu czujników elektrochemicznych i modyfikowaliśmy algorytmy używane do przetwarzania danych” – powiedział Wilson. „Jedną ze strategii wdrażania Internetu rzeczy jest bezpośrednie przesyłanie danych pochodzących z czujników do chmury. Inną opcją jest przetwarzanie danych w samych modułach końcowych, a dopiero później przesyłanie przetworzonych danych do chmury”.

Istotną zaletą wczesnego usuwania przekłamań z pozyskanych danych jest, jak mówi Wilson, przesyłanie do chmury tylko tych adekwatnych. Są one filtrowane, jeszcze zanim opuszczą procesor bramy.

Projekt Dublin Flooding

Prawie 500 km na północny zachód od Londynu firma Intel podpisała kontrakt z radą miasta Dublina, którego przedmiotem jest utworzenie miejskiej sieci bram z czujnikami i wypracowanie podobnej współpracy w zakresie Internetu rzeczy w branży, środowisku akademickim i rządzie.

„Początkowo spędziliśmy dużo czasu z kadrą operacyjną, próbując ustalić, jakimi problemami należy się zająć w pierwszej kolejności” – wspomina Jamie Cudden, koordynator ds. projektów miast inteligentnych rady miasta Dublina. „Doszliśmy do wniosku, że największym problemem jest powódź”.

Ciepły Prąd Północnoatlantycki od zawsze odpowiadał za umiarkowany klimat w Irlandii. Pewien poeta z okresu wiktoriańskiego opisał tamtejszy deszcz jako „ciepły jak irlandzkie powitanie i delikatny niczym irlandzki uśmiech”.

W wyniku zmian klimatu irlandzkie powietrze zawiera teraz ok. 4% więcej wody niż w 1890 roku. Jest to przyczyną tzw. „deszczy monsunowych”, które sieją spustoszenie we wschodniej Irlandii.

„Powodzie spowodowane obfitymi opadami deszczu zamieniają ulice w rzeki” – twierdzi dr David Prendergast, antropolog i lider projektu firmy Intel z zakresu prezentacji Internetu rzeczy w Dublinie. Ponadto mogą spowodować „wylanie rzek, przepełnienie kanalizacji deszczowej i zalanie mieszkań piwniczych”.

Tylko w okresie od grudnia 2012 roku do stycznia 2013 roku straty wywołane powodzią kosztowały Dublin 61 mln euro (85 mln dolarów) według podsumowania opublikowanego przez departament ds. zarządzania pożarami i sytuacjami kryzysowymi.

Poprzez wdrożenie programu projektu miast inteligentnych Dublin usiłuje przygotować się na każdą sytuację.

„Odkryliśmy, że wielu inżynierów [miejskich] już wcześniej było bardzo aktywnych na polu innowacji – wyszukując i testując nowe rozwiązania z zakresu monitorowania poziomu opadów i wód rzecznych za pomocą czujników” – powiedział Cudden. Dotychczas ich praca pozostawała nieskoordynowana. „Jedni specjaliści zajmowali się kontrolowaniem poziomów wód w rzekach, a inni utrzymywaniem systemów kanalizacji deszczowej” – dodał. Ich możliwości współpracy były bardzo ograniczone.

Przez następny rok firma Intel będzie pomagać w zbudowaniu systemu Internetu rzeczy w Dublinie, który będzie gromadził dane o intensywności opadów, stanie rzek i kanałów odpływowych z tak wielu czujników jak to tylko możliwe.

Zgodnie z tym, co powiedział dr Prendergast, firma Intel rozmieści w mieście liczniki do pomiaru ilości opadów, stacje meteorologiczne, eksperymentalne czujniki, takie jak boje rzeczne czy energooszczędne czujniki ultradźwiękowe poziomów rzek mierzące wysokość tafli wody i przekazujące informacje o rzekach w czasie rzeczywistym, które mogą być ważne z perspektywy „deszczy monsunowych”.

Eksperci na różnych szczeblach, od inżynierów po menedżerów ds. danych, współpracują z lokalnymi uczelniami i firmami w procesie budowania czujników, ujednolicenia zbieranych danych i docelowo opracowania i wdrożenia planów monitoringu przeciwpowodziowego.

„Wszystkie te dane w niczym nie pomogą, jeżeli nie można odpowiednio zareagować na występujące sytuacje” – mówi Cudden, który liczy na to, że system oparty na czujnikach będzie przesyłać pracownikom powiadomienia o potrzebie oczyszczenia kanalizacji deszczowej, przestawienia samochodów i poinformowania lokatorów mieszkań piwniczych o zbliżającym się sztormie.

Przyszłość miast inteligentnych

W tym samym czasie, kiedy w Dublinie i Londynie powstają duże inicjatywy utworzenia infrastruktury Internetu rzeczy, Anthony Townsend – starszy analityk w centrum Rudin Center for Transportation Policy and Management przy Uniwersytecie Nowojorskim, jak również autor projektu inteligentnych miast, jest zdania, że dotychczasowe dokonania to zaledwie początek.

Przewiduje także, że infrastruktura miejska pozwoli na realizowanie inicjatyw obywatelskich. Wyobraża sobie, że dostęp do urzędów, oświaty i usługi opieki nad dziećmi „zostanie na nowo zdefiniowany przez te małe, inteligentne urządzenia spoczywające w naszych kieszeniach i na ścianach” – powiedział Townsend.

Dlaczego nie? Smartfony są wszędzie, dlatego wykorzystanie ich mocy obliczeniowych pozostaje w ludzkich rękach.

„Temat staje się coraz bardziej złożony, a to dobrze. Ułatwianie sobie życia to nie wszystko” – powiedział. „Co z uspołecznieniem? Co z rozrywką?”

Pobierz przewodnik „Od danych do skutecznego działania”


Biuletyn

Nasze najpopularniejsze przewodniki po planowaniu i informacje możesz otrzymywać pocztą e-mail.

Zaprenumeruj teraz