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决策支持工具帮助沿海地区找到水位传感器的理想位置
来源:作者:joshua stewart,佐治亚理工学院 发表于 2023/5/16

这张佐治亚州查塔姆县的地图显示了新水位传感器的潜在位置。红点表示仅使用两个传统指标确定的位置:填补网络中的空白和减少由网络覆盖范围有限引起的不确定性。绿点显示使用iris tien优化工具的潜在位置,该工具还考虑了洪水的可能性,关键基础设施的暴露风险和社会脆弱性指标等其他因素。


随着气候变化导致海平面上升和更强大的风暴,沿海社区越来越多地转向传感器网络来跟踪水位。这些传感器正变得越来越便宜,功能越来越强大,可以帮助官员预测洪水风险并在紧急情况下做出反应。


佐治亚理工学院研究人员开发的工具可以帮助充分利用这些网络,确定水位传感器的理想位置,以大限度地为应急管理人员提供实时数据。


在佐治亚州查塔姆县的一个测试案例中,土木工程师iris tien开发的方法将29,000个潜在的传感器位置减少到381个。因此,官员们可以利用他们的专业知识和历史知识来选择在这些地方安装传感器的位置。


“我们希望确保整合当地的专业知识,”土木与环境工程学院威廉姆斯家族副教授tien说。“我认为研究中经常缺少的是,有特定的当地知识可以为项目和53ky开元官网版最新下载的解决方案增加价值。这是我们合作过程的一部分:这些人已经看到了社区的洪水,并且知道传感器在哪里可能有益。


tien刚刚与博士生jorge-mario lozano和实习生akhil chavan在《通信地球与环境》杂志上发表了该工具的详细信息。tien强调,这种方法适用于任何沿海社区。代码和说明作为他们研究的一部分免费提供。


查塔姆县应急管理局、萨凡纳市和佐治亚理工学院多年来一直在低成本海平面传感器项目上合作,为应急计划和响应提供实时信息。随着传感器网络的扩大,该团队选择了位置来填补数据空白,并试图减少网络覆盖范围有限造成的不确定性。但他们想知道是否有更有效的方法。


“我们一直在根据我们认为可能好的地方以临时的方式放置这些传感器,”tien说。“在我们的讨论中,我们开始思考,也许有一种方法可以让这件事更加量化,更加严格,并在做出这些决定时包括具体因素。


随着研究小组深入研究传感器网络放置,他们发现评估通常只考虑了海平面传感器团队已经考虑的相同空白填补和不确定性问题。


tien的工具在微积分中添加了其他关键组件:基于联邦洪水数据的不同地区发生洪水的可能性;医院、学校、发电站等关键基础设施的潜在风险;以及旨在解释受洪水影响人群的社会脆弱性指标。


“这个项目的首要目标实际上是三个字:提高社区的复原力。这让我们想到了一个问题,即什么可以帮助我们提高社区的复原力,“田说。“其中许多事件不成比例地影响了更脆弱的人群。因此,重要的是,我们要将其纳入分析,以解决历史上投资不足或历史上被边缘化的社区,这些社区没有得到他们需要的关注,以增强对这些类型事件的适应能力。


在查塔姆县,应急规划人员创建了一个损害评估优先指数,该指数结合了社会经济和社会脆弱性指标,以帮助确定应对工作的优先级。它着眼于贫困线以下的家庭、失业人口、社区中租房者居住的房屋数量、多单元住房和移动房屋等。


tien的团队在评估中使用该指数以及查塔姆官员确定的关键设施类型。tien说,在其他社区,变量可能略有不同 - 可能是不同的关键基础设施或不同的优先人群 - 但该工具很容易进行调整以考虑当地需求。而且它不需要大量的计算能力;它可以在台式计算机上运行。


“我们生活在一个资源有限的世界。购买传感器、安装和维护传感器的资金并不有限。我们希望提供做出更明智,更有效决策的方法,“tien说。“这种方法使规划者能够更有效地利用资源来监控他们关心的事情,并帮助建立这些特定地点或人群的复原力。

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