Walka o świeże powietrze w inteligentnych miastach

Kraków, Pekin, Nowe Delhi to miasta spowite smogiem i złą sławą miejsc, w których zanieczyszczone powietrze zabija. Czy także boisz się smogu? Nowe technologie precyzyjnego monitorowania jakości na małych obszarach pozwalają znaleźć sposób na odetchnięcie świeżym powietrzem.

Gdy nad miastem unosi się warstwa smogu, wielu z nas jest zdania, że całe miasto zostało zanieczyszczone. Nie zawsze tak się jednak dzieje. Skutki zarówno pylących roślin, jak i fabryk emitujących zanieczyszczenia mogą być odczuwalne jedynie na niewielkim obszarze.

Według danych Światowej Organizacji Zdrowia siedem milionów ludzi umiera przedwcześnie z powodu zanieczyszczeń powietrza. Przeprowadzone badanie wykazało, że zła jakość powietrza jest produktem ubocznym niezrównoważonej polityki transportowej, energetycznej i przemysłowej oraz gospodarki odpadami w najbardziej zaludnionym miastach świata.

Istniejące stacje monitorowania jakości powietrza pobierają jego próbki zaledwie z kilku punktów rozsianych po mieście, w oparciu o które określa się następnie wskaźnik jakości powietrza (AQI) obowiązujący dla całego miasta. Ograniczona liczba stacji monitorowania nie jest w stanie dostarczać odpowiednio szczegółowych informacji, które objęłyby na przykład poszczególne kwartały zabudowy.

Taki stan rzeczy mogą zmienić nowe systemy oparte o technologie Internetu rzeczy (IoT) i czujniki elektrochemiczne. Nowe technologie monitorowania powietrza analizują zanieczyszczenie, pyłki i toksyny na skalę pojedynczych ulic, dostarczając dane w czasie rzeczywistym – z uwzględnieniem dokładnej godziny i lokalizacji.

Dzięki dokładnym i aktualnym informacjom na temat jakości powietrza zanieczyszczone miasta – takie jak Los Angeles, Pekin czy Nowe Delhi – mogą podejmować działania na korzyść osób cierpiących na schorzenia układu oddechowego, takie jak astma lub przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP).

Gdy ludzie są świadomi, że powietrze w danym obszarze jest bardzo zanieczyszczone, mogą podjąć stosowne działania – takie jak założenie masek, wybranie innej drogi do pracy, zmiana planów urlopowych czy nawet pozostanie w domu.

„Ludzie mogą podjąć decyzję o zaniechaniu podróży w dane miejsce, aby uniknąć narażenia na działanie szkodliwych substancji” – wyjaśnia dr Catherine Grossman, profesor nadzwyczajny medycyny wewnętrznej i chorób płuc w Virginia Commonwealth University School of Medicine.

„Osoby planujące urlop mogą uznać, że wyjazd do Nashville lub Louisville będzie złym pomysłem z uwagi na ich stan zdrowia. Dzięki temu mogą wybrać inne miejsce”.

 

Przestarzałe systemy monitorowania

Jak wyjaśnia Mahesh Chikodi, globalny lider firmy Robert Bosch Engineering, dokładne raporty na temat zanieczyszczeń mają zasadnicze znaczenie, a dzisiejsze systemy monitorowania są zbyt duże, żeby zapewnić ich odpowiednią mobilność i skalę stosowania. Nie są także w stanie określać dokładnego źródła zanieczyszczeń ani przesyłać raportów w czasie rzeczywistym. Władzie miast otrzymują informacje z opóźnieniem na poziomie dwóch–czterech godzin, co sprawia, że mogą one być nieaktualne.

„Jaki mamy pożytek z danych, które były aktualne kilka godzin wcześniej?” – pyta Chikodi.

Co więcej, ludzie często podejmują decyzje o założeniu masek, kierując się danymi ze stacji oddalonych nawet o 30 km – podkreśla Suman Sehra, Business Manager działu Smart Cities Business Development oraz Segment Manager działu Environmental Monitoring firmy Intel.

„Gdy powietrze jest tak złej jakości, że ludzie muszą nosić maski, powinni mieć dostęp do informacji dotyczących ich dokładnej lokalizacji” – podkreśla Sehra.

 

Oddech świeżego powietrza

Nowe systemy monitorowania jakości powietrza mierzą ilość cząstek stałych (PM), pyłków, substancji chemicznych i innych toksyn na skalę pojedynczych kwartałów zabudowy miasta – a nie dużych obszarów objętych wartością ogólnego wskaźnika AQI. Nowe systemy są także w stanie mierzyć zanieczyszczenia w cząstkach na miliard (ppb). Dla porównania: starsze technologie wykonują pomiary liczby cząstek na milion (ppm).

Rozwiązanie Micro-Climate Monitoring System firmy Bosch
Rozwiązanie Micro-Climate Monitoring System firmy Bosch mierzy jakość powietrza za pomocą inteligentnych czujników.

Jak podkreśla Chikodi, dane są też dostępne w ciągu kilku sekund, a nie godzin. Firma Bosch oferuje na przykład rozwiązanie Micro-Climate Monitoring System (MCMS), które mierzy jakość powietrza za pomocą „inteligentnych” czujników gromadzących informacje, a następnie przesyła je do sieci. Narzędzia nowej generacji są w stanie zbierać dane z małych obszarów, dzięki którym odbiorcy otrzymują szczegółowe informacje na temat poszczególnych kwartałów zabudowy, aby w łatwy sposób planować podróże i aktywność poza domem. Nowy system pozwala na przykład zaplanować drogę do pracy przez „zdrowsze” okolice lub dokładnie dobrać trasę pieszej wycieczki po parku narodowym.

Nowe systemy monitorowania jakości powietrza zyskują popularność na całym świecie. System MCMS firmy Bosch jest już stosowany w Nowym Delhi – jednym z najbardziej zanieczyszczonych miast na świecie. W tym roku w Oakland w stanie Kalifornia badacze wyposażyli samochody Google Street View w szybko reagującą platformę do pomiaru zanieczyszczeń na potrzeby prowadzonego badania. W Chicago umieszczono z kolei całą sieć czujników na latarniach w ramach projektu prowadzonego przez placówkę Argonne National Laboratory należącą do Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, aby monitorować różne typy zanieczyszczeń.

Zwiększenie liczby stacji monitorujących pozwala wzbogacić pomiary o kontekst przestrzenny, co nie jest możliwe w przypadku stosowania tradycyjnych rozwiązań. Dzięki tej dodatkowej funkcjonalności możliwe jest identyfikowanie najbardziej zanieczyszczonych obszarów w czasie rzeczywistym oraz uruchamianie na ich podstawie alertów. Dzięki takiemu rozwiązaniu urbaniści, właściciele fabryk, kierownicy budów i inni specjaliści mogą podejmować bardziej świadome decyzje, aby chronić zdrowie pracowników, zmniejszać skalę emisji oraz spełniać wymogi czystości powietrza. Trend ten mogą wykorzystać nawet organizatorzy imprez, aby lepiej zaplanować aktywność na „świeżym” powietrzu.

Należy także wspomnieć, że koszt tradycyjnych stacji monitorowania jakości powietrza może sięgać 200 tysięcy dolarów, co znacznie utrudnia ich stosowanie na odpowiednio dużą skalę. Nowe stacje MCMS firmy Bosch są do 20 razy tańsze, a tym samym znacznie bardziej przystępne dla władz miast, które chcą umieścić wiele tego typu obiektów w różnych miejscach.

widok miasta

Jak podkreśla Chikodi, obniżeniu ulegają także stałe koszty utrzymania, ponieważ inżynierowie mogą monitorować czujniki zdalnie – bez potrzeby fizycznego odwiedzania poszczególnych miejsc.

 

Inteligentne technologie w służbie życia

Poza inteligentnymi czujnikami jakości powietrza miasta wykorzystują również dane dostarczane w czasie rzeczywistym, Internet rzeczy oraz technologie informatyczne i komunikacyjne, aby doskonalić miejską infrastrukturę i usługi. Do tych technologii zaliczają się choćby inteligentny transport, inteligentne oświetlenie, aplikacje parkingowe wyszukujące wolne miejsca oraz inteligentne liczniki energii. Jak mówi Sehra, inteligentne systemy monitorowania jakości powietrza mogą współpracować np. z inteligentnymi systemami transportu, aby optymalizować ruch uliczny w najbardziej zatłoczonych korytarzach miast, a tym samym poprawiać jakość miejskiego powietrza.

„Urbaniści mogą wykorzystać te dane, aby optymalizować ruch pojazdów” – wyjaśnia Sehra. Możliwa jest na przykład zmiana sygnału świetlnego z czerwonego na zielony, aby rozładować ruch na danej ulicy i ograniczyć ilość zanieczyszczeń generowanych przez pojazdy stojące w korku. Władze miast mogą także przekierowywać ruch z zanieczyszczonych obszarów, wysyłać kierowcom powiadomienia z prośbą o przełączenie pojazdów na napędy elektryczne czy też zachęcać mieszkańców do korzystania z transportu publicznego.

Chikodi zwraca też uwagę, że wysoka dokładność przestrzenna inteligentnych systemów monitorowania powietrza pozwala śledzić również skalę zanieczyszczeń emitowanych przez zakłady przemysłowe. Następnie możliwe jest podjęcie odpowiednich działań ograniczających emisję, aby poprawić jakość powietrza na danym obszarze.

„Gdy znamy przyczynę problemu, możemy podjąć właściwe działania” – wyjaśnia Chikodi. „Jesteśmy w stanie doskonalić każdy obszar, który możemy zmierzyć”.

Monitorowanie precyzyjne, na małych obszarach pozwala poprawić jakość powietrza całego miasta – ulica po ulicy – aby w końcowym rozrachunku zapewnić wszystkim ludziom powiew świeżego powietrza.

Udostępnij ten artykuł

Read Full Story