Hvordan tilsluttede køretøjer vinduesviskere kunne forhindre oversvømmelse

En af din bils ældste funktioner er blevet sat til en ny, højteknologisk brug af forskere fra University of Michigan.

Ved at bruge en testflåde i byen Ann Arbor, ingeniører sporede, hvornår vinduesviskere blev brugt, og matchede det med video fra kameraer ombord for at dokumentere nedbør. De fandt ud af, at sporing af vinduesviskeraktivitet kan give hurtigere, mere nøjagtige nedbørsdata end radar- og regnmålersystemer, vi har på plads i øjeblikket.

Et samfund bevæbnet med disse realtidsdata kunne bevæge sig hurtigere for at forhindre lynoversvømmelser eller spildevandsoverløb, som udgør en stigende trussel mod ejendom, infrastruktur og miljø.

Sammen med "smarte" regnvandssystemer - infrastruktur udstyret med autonome sensorer og ventiler - kan kommuner potentielt indtage data fra tilsluttede køretøjer for at forudsige og forhindre oversvømmelser.

"Disse køretøjer tilbyder os en måde at få oplysninger om nedbør ved opløsninger, vi ikke havde set før, " sagde Branko Kerkez, U-M adjunkt i civil- og miljøteknik. "Det er mere præcist end radar, og giver os mulighed for at udfylde huller efterladt af eksisterende regnmålernetværk."

Vores bedste advarsler for oversvømmelser kommer fra kombinationen af ​​radarsporing fra satellitter og regnmålere spredt over et bredt geografisk område. Begge har dårlig rumlig opløsning, hvilket betyder, at de mangler evnen til at fange, hvad der sker på gadeplan.

"Radar har en rumlig opløsning på en kvart mile og en tidsmæssig opløsning på 15 minutter, " sagde Ram Vasudevan, en U-M adjunkt i maskinteknik. "Viskere har derimod en rumlig opløsning på et par fod og en tidsmæssig opløsning på et par sekunder, hvilket kan gøre en kæmpe forskel, når det kommer til at forudsige lynoversvømmelser."

Tidligere i år, Det Europæiske Videnskabsakademi rapporterede, at antallet af oversvømmelser og ekstreme nedbørsmængder steg med mere end 50 procent i dette årti og sker fire gange oftere, end de gjorde i 1980.

"På grund af sparsomheden af ​​radar- og regnmålerdata, vi har ikke nok information om, hvor regnen falder, eller hvornår det opstår til at reducere konsekvenserne af oversvømmelser, " sagde Vasudevan. "Hvis du har finkornede forudsigelser om, hvor oversvømmelser opstår, du kan kontrollere vandnetværk effektivt og effektivt for at forhindre alle mulige farlige kemikalier i at dukke op i vores vandforsyning på grund af afstrømning."

Det ville være dyrt at skabe et overordnet sensorsystem på tværs af en by til data på gadeplan om regnhændelser. Ved at bruge forbundne køretøjer, U-M udnytter en ressource, der allerede er på plads nu, og som kun vil vokse sig større i fremtiden.

Forskere indsamlede data fra et sæt på 70 biler udstyret med sensorer indlejret i vinduesviskere og instrumentbrætkameraer. Køretøjerne var en del af et program drevet af U-M Transportation Research Institute i 2014.

Det program, kaldet Safety Pilot, var på det tidspunkt verdens største testprogram for forbundne køretøjer med omkring 3, 000 deltagere. Det fortsætter, og er nu Ann Arbor Connected Vehicle Test Environment.

Kerkez og Vasudevan sagde, at deres forskning repræsenterer et første skridt i at skabe et smart infrastruktursystem, der fødes af og reagerer på data, når det indsamles fra køretøjer på vejen. Men der skal arbejdes mere for at få konceptet ud i livet.

"En dag, når alt er forbundet, vi kommer til at se fordelene ved denne dataindsamling i systemskala, " sagde Kerkez. "Lige nu, vi har skabt forbindelser mellem biler og vand, men der vil helt sikkert være flere eksempler på datadeling mellem sammenkoblede infrastruktursystemer."

Forskningen vises i Videnskabelige rapporter :"Forrudeviskere på tilsluttede køretøjer producerer regnkort med høj nøjagtighed."