Ingeniører arbejder på advarselssystem for byoversvømmelser ved hjælp af trafikkameraer

Det er natten til den 8. september, 2014. Over storbyområdet Phoenix, en sommermonsun kolliderer med en døende stillehavsorkan. Regn suser fra himlen. Motorvejspumper på Interstate 10 fejler. Pendlere tidligt om morgenen forlader deres biler, som simpelthen flyder væk. Interstate 17 og U.S. 60 i Mesa oversvømmes også, fordi pumper ikke kan klare syndfloden. Byens embedsmænd lukker snesevis af gader. Borgmesteren i Mesa kalder oversvømmelsen for en "langsomtgående katastrofe". Guvernøren erklærer en statsdækkende nødsituation.

Den storm er gået ned som den mest ødelæggende i Arizonas historie. Landsdækkende, byernes oversvømmelser bliver mere intense. Denne sommer så lignende storme ramt New York City, Washington, D.C., og New Orleans.

Et team af forskere ledet af Arizona State University-fakultetet arbejder på en måde at advare folk om bymæssige oversvømmelser.

Kaldet Flood Aware, Ideen er at bruge trafikkameraer som øjne på vejkryds, måling af observationerne. Disse data vil føres ind i modeller med eksisterende og forudsagt nedbør og derefter forudsige (eller rapportere) oversvømmelser.

"Her er de områder, der sandsynligvis vil blive oversvømmet i den næste time, baseret på denne prognose, og hvor vi allerede ser oversvømmelser, " sagde Margaret Garcia, beskriver et eksempelresultat af systemet.

Garcia, en adjunkt ved School of Sustainable Engineering and the Built Environment, forsker i byernes vandforsyningssystemers bæredygtighed og robusthed. Hun er med til at lede udviklingen af ​​det treårige projekt, som starter denne monsun.

Vandmålere er placeret ved floder og vandløb overalt af forskellige offentlige myndigheder. Hvis du står på ski, kajak eller tømmerflåde, du er sikkert bekendt med dem i at forudsige, hvor sjov en weekend du kommer til at have. Men de er fraværende i byområder, fordi oversvømmelser er anderledes i byer.

"Det, der mangler, er data på den menneskelige skala af oversvømmelser, især i byområder, " sagde Garcia. "Oversvømmelsesmekanismen er anderledes."

Flodoversvømmelser påvirker typisk større områder. En enkelt måler kan fortælle dig, hvad der kommer til at ske i et stort område op og nedstrøms for måleren. Byoversvømmelser er typisk forårsaget af intens nedbør, som genererer mere afstrømning, end regnvandsdrænsystemet kan håndtere. Det plejer at være lille og lokaliseret:et kryds her og der, for eksempel.

Garcia beskrev gruppens løsning:"Vi ønsker at forsøge at bruge en gruppe af billige/eksisterende teknologier, som vi enten kan bygge på i en lille måde eller gøre brug af det, der allerede sker, for at få distribueret information, fordi det er det, der virkelig er vigtigt i bymiljøet, er, at vi har brug for målinger på en række forskellige steder for at give mening om, hvad der sker, og for at få nyttig information til folk om områder, de måske vil undgå."

Projektet vil bruge trafikkameraer - dem, der peger mod kantsten og tagrender i stedet for biler, der kører forbi - til at observere krydsene, og brug derefter billedbehandlingsalgoritmer til at estimere vanddybden. Estimering af vanddybden og kombination af det med hydrauliske modeller af regnvandssystemer vil give oplysninger om nærliggende områder.

"Ideen er, at vi kunne tage disse observationer, integrere disse data i vores eksisterende model sammen med enten observerede eller forventede nedbørsdata, så vi kan køre vores model flere gange – regn er lige sket – indlæse de datapunkter, hvor der observeres oversvømmelser, og lav så en probabilistisk fremskrivning af, hvor der sandsynligvis allerede forekommer oversvømmelser udover de punkter, hvor vi ikke har kameraer, og så kan vi også gøre det i prognosetilstand, " sagde Garcia. "Nu er vores første feltsæson for at sætte nogle af disse ideer ud i livet."

De vil installere fem kameraer i Phoenix. Planen er at starte med et avanceret kamera og fjerne funktionerne, indtil de finder ud af, hvad der virkelig kræves. De bruger heller ikke byudstyr, mens teknologien udvikles. "Det er helt sikkert i trial and error-fasen, " sagde Garcia.

Til sidst kunne systemet kobles til en app, der ville fungere på samme måde som trafikapps fungerer nu.