В Китае участились случаи сильных наводнений, особенно в северных регионах. В связи с изменением климатических условий и учащением экстремальных погодных явлений, правительства и муниципалитеты ищут инновационные способы улучшения управления наводнениями. Одним из перспективных решений является использование систем видеонаблюдения на основе машинного обучения для мониторинга городских водоемов в режиме реального времени. Эти интеллектуальные сети камер могут стать экономически эффективным способом предотвращения наводнений еще до их возникновения.
Основные выводы
1. Системы видеонаблюдения на базе искусственного интеллекта предлагают экономичное и упреждающее решение для предотвращения наводнений, выявляя засоры в водотоках до того, как они усугубятся.
2. Интеграция ИИ с существующими сетями видеонаблюдения снижает необходимость ручного мониторинга, позволяя властям эффективно и безопасно реагировать на потенциальные риски наводнений.
3. Масштабируемая и адаптируемая технология особенно полезна для регионов, подверженных наводнениям, что делает ее важным инструментом для создания климатоустойчивых городов в Китае и во всем мире.
Скрытая роль водопропускных труб в борьбе с наводнениями
Менее известная, но крайне важная часть водной инфраструктуры — это водопропускная труба, труба или туннель, позволяющий ручьям, рекам и ливневым водам протекать под дорогами, железными дорогами и другими городскими сооружениями. Водопропускные трубы встречаются повсюду, скрытые под нашими городами, пригородами и деревнями. Вода не может свободно течь, если эти каналы заблокированы, что приводит к опасным наводнениям и повреждению инфраструктуры.
На входах в водопропускные трубы устанавливаются защитные сетки — ряд металлических прутьев, — предотвращающие попадание мусора, такого как отходы и бытовые отходы, в систему и ее засорение. Однако, если эти сетки сами забиваются мусором, вода начинает скапливаться выше по течению, увеличивая риск локальных наводнений и даже разрушения конструкций. Эффективный мониторинг этих сеток имеет решающее значение, но при наличии тысяч водопропускных труб в городских районах ручная проверка является трудоемким и дорогостоящим процессом.
Как работают системы видеонаблюдения с использованием искусственного интеллекта
Новое исследование Университета Бата предлагает интересное решение этой проблемы: системы видеонаблюдения, обученные на искусственном интеллекте, способные обнаруживать засоры в режиме реального времени. Их программное обеспечение под названием «AI on The River» использует машинное обучение для выявления препятствий, таких как листья, ветки или мусор, скапливающийся на мусорных сетках.
Эта технология может быть интегрирована в существующие сети видеонаблюдения, что означает отсутствие необходимости в масштабной модернизации инфраструктуры. Камеры, уже установленные вдоль рек, ручьев и водопропускных труб, могут быть просто модернизированы с помощью этого программного обеспечения. При обнаружении засора система отправляет сигнал раннего предупреждения, давая ремонтным бригадам время на устранение препятствия до того, как ситуация перерастет в наводнение.
Перспективное решение проблемы наводнений в Китае
Учитывая проблемы, с которыми сталкивается Китай из-за частых наводнений, особенно на севере, системы наблюдения на основе искусственного интеллекта могут принести значительную пользу. Китайские города с их плотной инфраструктурой и расширяющейся городской застройкой особенно уязвимы к засорам водотоков. Сильные летние дожди в сочетании с накоплением мусора могут быстро переполнить дренажные системы, что делает необходимый упреждающий мониторинг.
Экономическая эффективность мониторинга на основе ИИ делает его практичным инструментом для городов по всему Китаю. Вместо масштабных проектов, таких как строительство плотин или реконструкция дренажных систем, эти интеллектуальные системы предлагают недорогой превентивный подход, ориентированный на раннее вмешательство. Они также обеспечивают устойчивое решение, сокращая трудозатраты, необходимые для ручных проверок.
На пути к более разумному будущему в предотвращении наводнений
Долгое время предотвращение наводнений основывалось на использовании защитных сооружений, таких как дамбы и плотины, но будущее за интеллектуальными адаптивными технологиями. Инструменты на основе искусственного интеллекта, такие как «AI on The River», представляют собой следующее поколение управления наводнениями — прогнозные, работающие в режиме реального времени и масштабируемые. Поскольку города по всему миру, включая города Китая, стремятся укрепить свою защиту от экстремальных погодных условий, эти инновационные системы мониторинга могут стать неотъемлемой частью их инфраструктурной стратегии.
Предотвращая засоры до того, как они перерастут в наводнения, системы видеонаблюдения на основе искусственного интеллекта обеспечивают не только защиту от наводнений, но и спокойствие для градостроителей и жителей. В условиях растущего влияния изменения климата подобные решения показывают, что технологии будут играть решающую роль в построении устойчивых городов будущего.
Такой подход не только обещает снизить риски наводнений, но и демонстрирует, как существующие технологии могут быть перепрофилированы для решения новых задач.
Проактивная защита от наводнений: более разумный подход
По словам доктора Эндрю Барнса, преподавателя кафедры компьютерных наук Батского университета и члена Центра исследований адаптации к изменению климата и окружающей среды, система на основе искусственного интеллекта предлагает упреждающую альтернативу традиционным стратегиям борьбы с наводнениями. Вместо того чтобы ждать начала наводнения, ИИ может обнаруживать препятствия на ранней стадии и подавать сигнал тревоги, предоставляя местным властям время для вмешательства.
«Мы разработали эффективную модель, которая выявляет препятствия до того, как они станут проблемой», — объясняет Барнс. «Она гибкая и масштабируемая, а это значит, что ее можно применять практически где угодно — особенно в регионах, где разработка аналогичных инструментов с нуля была бы сложной задачей».
Такая универсальность имеет решающее значение для стран с ограниченными техническими или финансовыми ресурсами. Благодаря интеграции с существующими системами мониторинга, системы видеонаблюдения с использованием искусственного интеллекта делают управление наводнениями более доступным и экономичным.
Высокоточное обнаружение с помощью ИИ
Исследовательская группа протестировала систему на участке водопропускной трубы в Кардиффе, где обучила камеры выявлять потенциальные засоры с точностью почти 90%. Такой уровень точности позволяет ремонтным бригадам расставлять приоритеты в проблемных зонах до того, как они перерастут в аварийные ситуации. В Великобритании традиционно за водопропускными трубами следят сотрудники местных властей, которые вручную наблюдают за рядами экранов видеонаблюдения — трудоемкая задача, подверженная человеческим ошибкам. Использование ИИ помогает автоматизировать этот процесс и сосредоточить внимание там, где это наиболее необходимо.
Система позволяет местным властям более эффективно распределять ресурсы, реагируя на засоры в режиме реального времени и предотвращая перерастание незначительных препятствий в серьезные наводнения. Помимо эффективности, такой проактивный подход обеспечивает дополнительное преимущество в плане безопасности: группы реагирования могут устранять засоры на ранней стадии, уменьшая необходимость работать в опасных условиях после подъема уровня воды.
Решение растущей глобальной проблемы
По мере усиления изменения климата во всем мире возрастает риск наводнений. Эта новая система представляет собой легкое и экономичное решение для управления рисками городских наводнений, что делает ее особенно полезной для городов, сталкивающихся с экстремальными погодными явлениями.
Доктор Томас Кьельдсен, доцент кафедры архитектуры и гражданского строительства Батского университета и член Центра регенеративного проектирования и инженерии для мира с положительным энергетическим балансом (RENEW), подчеркивает более широкое значение проекта:
«Изменение климата увеличивает риск наводнений повсюду. Наше исследование представляет собой первый шаг к устойчивому прогнозированию наводнений, открывая новые возможности для легких и доступных решений, которые могут быть внедрены во всем мире».
Кьельдсен добавляет, что система не только предлагает практическое решение современных проблем, но и открывает новые возможности для исследований и инноваций в области управления наводнениями.
Повышение устойчивости к изменению климата
Поскольку города по всему миру готовятся к участившимся и более сильным наводнениям, инструменты мониторинга на основе искусственного интеллекта представляют собой революционный шаг вперед. Страны, сталкивающиеся с нехваткой ресурсов — будь то из-за финансовых средств, технических знаний или ограничений в данных — могут извлечь выгоду из этих адаптируемых и недорогих систем.
Технология, разработанная Университетом Бата, представляет собой образец для будущего управления наводнениями: интеллектуальная, проактивная и масштабируемая. Сочетая искусственный интеллект, существующие сети видеонаблюдения и оповещения в режиме реального времени, она предлагает новый мощный способ обеспечения бесперебойного течения воды и защиты населенных пунктов от наводнений.
Глобальный потенциал системы очевиден: будь то Южная Африка, Великобритания или города Китая, подверженные наводнениям, системы раннего предупреждения на основе искусственного интеллекта могут помочь местным органам власти опережать наводнения и адаптироваться к быстро меняющемуся климату. Это нововведение предлагает не только практический инструмент сегодня, но и вдохновение для будущих решений, прокладывая путь к более умным и безопасным городам по всему миру.
