Mobiltelefonsignaler giver bebyggelsesnumre til bygninger

Bygninger forbruger i øjeblikket omkring 40 procent af al den elektricitet, der bruges i USA, de fleste af dem er placeret i byområder, der vokser hurtigt. Fordi elproduktion er den største kilde til drivhusgasemissioner i landet, at gøre bybygninger mere energieffektive kunne bidrage til at afbøde globale klimaændringer.

For at opnå effektive bygninger i hele byen, nøjagtige belægningsestimater er afgørende. Disse skøn skal tage højde for, at folk bevæger sig rundt i deres byer i løbet af dagen, hjemmefra til arbejde, som driver energiforbruget til forskellige bygningstyper. Nu, en model udviklet af forskere fra Berkeley Engineering, Berkeley Lab og MIT kan netop det. Et papir, der beskriver værktøjet, som bruger passivt indsamlede mobiltelefondata til at forbedre beboelsesbelægnings- og mobilitetsestimater i byområder blev for nylig offentliggjort i Naturkommunikation .

"At forstå bygningsbelægningen i bymæssig skala giver os mulighed for at planlægge bedre for kollektiv energiforbrug. Ligesom trafikapps, der fortæller dig den aktuelle tilstand af trafikpropper, vi forestiller os en model, der potentielt kan fortælle brugerne, hvad energikravene er forskellige steder og derfor identificere skræddersyede effektivitetsforanstaltninger. Værktøjet kan også potentielt oprette forbindelse til smartenheder, der automatisk tilpasser sig energibehovet, "sagde Marta Gonzalez, professor i civil- og miljøteknik i Berkeley og medforfatter af papiret.

Mens passive datakilder som Bluetooth, Wi-Fi og kameraer er blevet brugt til at forstå dynamikken i en by, Gonzalez og hendes samarbejdspartnere hævder, at disse kilder ikke er tilgængelige i en tilstrækkelig skala til at udføre dette job omfattende. Disse begrænsede kilder kan ikke præcist forudsige den samtidige belægning af tusindvis af forskellige bygninger. Det er derfor, forskerne foreslår at bruge passivt indsamlede mobiltelefondata til at udlede bygningsbelægning på byniveau.

Som et bevis-på-koncept, de integrerede opkaldsposter for 1,92 millioner anonyme mobiltelefonbrugere i hovedstadsområdet Boston med en eksisterende ramme kaldet TimeGeo, som identificerede bymobilitetsmønstre. I disse data, de ledte efter mennesker, der foretog på hinanden følgende mobiltelefonopkald inden for det samme sted på 300 meter og havde samtaler, der varede cirka 10 minutter. Disse "opholdspunkter" blev karakteriseret som hjemme, arbejde eller andet.

I disse data, som blev indsamlet mellem slutningen af ​​februar og marts 2010, de fandt 200, 000 mennesker, der havde mere end 50 ophold og mindst 10 hjemmeophold, som er opkald, der fandt sted i hjemmebesøgte bygninger. Fra dette udvalg, de udtrak mobilitetsparametre, der derefter blev anvendt på en simulering, der modellerede mobiliteten for 3,54 millioner mennesker i Boston -området, herunder 2,10 millioner arbejdere og 1,44 millioner ikke-arbejdere. Endelig, ved hjælp af oplysninger om bygningsbrugstyper og åbningstider fra digitale kort, disse mennesker blev sandsynligvis tildelt bygninger.

"Vi fandt ud af, at den typiske maksimale daglige belægning i kommercielle bygninger er omkring 20-30 procent af den formodede kapacitet ved bygningstyper, og at beboelsesbelægningen er meget naboskabsafhængig, med nogle områder, der oplever meget højere belægning pr. gulvareal, som boligblokke omkring universiteter, end andre, som enfamiliehuse i velhavende områder, "sagde Gonzalez.

Forskerne bemærker, at belægningsforskellen mellem nuværende antagelser og mobiltelefonbaserede skøn opstår, fordi de nuværende skøn behandler bygninger isoleret, der henviser til, at deres forskning tager højde for, at folk kan besøge mange bygninger.

Og da disse mobiltelefonbaserede belægningsestimater blev integreret med en state-of-the-art Urban Building Energy Model (UBEM), udviklet i MIT Sustainable Design Lab, at forstå deres indflydelse på forudsigelser om energiforbrug, forskerne fandt ud af, at energiforbruget var så meget som 15 procent for beboelsesbygninger og 20 procent for erhvervsbygninger sammenlignet med nuværende standardmetoder.

"Dette fremhæver et behov for nye belægningsmodeller, der kan anvendes i bymæssig skala til de forskellige sæt bybygningstyper, "sagde Gonzalez.