Przemyśl Bezpieczenstwo

Monitoring stanu wód w dobie cyfryzacji

Obszar wdrożenia

Bezpieczeństwo

Źródło finansowania

Budżet miasta, wkład wykonawcy projektu

Wielkość miasta

Średnie (62 tys. mieszkańców)

Województwo

Podkarpackie

Monitoring pozwala na wcześniejsze i dokładniejsze przygotowanie ostrzeżeń i alarmów powodziowych

Krótki opis rozwiązania

W sierpniu 2017 roku władze Przemyśla podpisały umowę w sprawie uruchomienia pilotażowego programu monitoringu poziomu rzek San i Wiar1. Była stolica województwa przemyskiego w ostatnich latach nie została bezpośrednio dotknięta klęską powodzi, jednak władze miasta zdają sobie sprawę, że w szczególności pierwsza z tych rzek ma długą historię występowania ze swoich brzegów2, zaś ostatnia powódź w 2010 roku spowodowała w powiecie przemyskim straty szacowane na ponad 2,6 mln zł3.  Dalekosiężne planowanie, mające zabezpieczyć Przemyśl przed podniesieniem się poziomu wód, to również element szerszej strategii miejskich włodarzy, mającej na celu przekształcenie Przemyśla w miasto inteligentne4,5 - wykorzystujące technologie teleinformatyczne do zwiększenia swojej wydajności, co oznacza również wzrost bezpieczeństwa i wygody dla mieszkańców. Poza nadzorowaniem poziomu wód, inteligentne rozwiązania informują również na bieżąco o wilgotności gleb i aktualnych warunkach atmosferycznych6.

Problem

  • Zapotrzebowanie na monitoring poziomu wód rzek przepływających przez miasto (historyczne wylewy Sanu w XIX i XX wieku, powodzie w 2008 i 2010 roku)
  • Ujęcie gospodarki wodnej w ramach szerokiej strategii ewolucji w miasto inteligentne
  • Brak spójnego systemu analizy i zarządzania danymi hydrologicznymi oraz atmosferycznymi, który pozwalałby na śledzenie sytuacji w czasie rzeczywistym i szybkie formułowanie odpowiedzi w sytuacjach kryzysowych
  • Ryzyko błędów w pozyskiwaniu i interpretacji danych hydrologicznych wynikające z czynnika ludzkiego

Stawiamy nacisk na otwieranie danych i zwracamy na to szczególną uwagę. Mamy świadomość tego, jak wiele informacji posiadamy jako samorząd i chcemy się nimi dzielić ze społeczeństwem, a także uczyć je korzystać z tych danych, bowiem ma to niewątpliwie wymiar edukacyjny, co nie jest bez znaczenia w kontekście budowania przez nas poczucia odpowiedzialności za nasze otoczenie wśród mieszkańców

Wojciech Bakun, prezydent Przemyśla

Szczegółowy opis rozwiązania

Czynnikiem wyróżniającym przemyski projekt na tle podobnych wdrożeń jest wybór zastosowanej technologii. Monitoring rzek odbywa się dzięki wdrożeniu technologii Internet of Things (IoT)7 pod postacią systemu LoRaWAN (LoRa), rozległej wąskopasmowej sieci dalekiego zasięgu, którą rozwinięto pod kątem jak najmniejszego poboru energii. LoRa to technologia obecna już w polskim przemyśle i parkach technologicznych, jednak jak dotąd nie używano jej w przestrzeni publicznej do takich zadań8. System LoRa może zostać wdrożony również do zastosowań takich, jak m.in. gospodarka odpadami, monitoring energetyczny, oświetlenie miejskie, śledzenie lokalizacji, wykrywanie przecieków w instalacjach, a także inteligentne systemy parkingowe9. W kontekście rozwiązań w Przemyślu, systemy IoT do których należy monitoring wód, mogą zostać rozszerzone o optymalizację konserwacji wody, oraz nadzór nad jakością i zanieczyszczeniami, prowadząc do ochrony środowiska naturalnego i zdrowia mieszkańców. Pomagać powinny również w zakresie badań prowadzonych nad nagłymi zjawiskami pogodowymi i zmianami klimatu10. Przykładem implementacji takich systemów na zachodzie Europy jest Wielka Brytania, gdzie państwowe organizacje środowiskowe, we współpracy z operatorami sieci mobilnych, zainstalowały zintegrowany w paśmie IoT system minikamer, zasilanych panelami słonecznymi, monitorujących stan wód, mostów, zapór i przepustów w czasie rzeczywistym, pozwalając na bieżące szacowanie ryzyka powodziowego i opracowywanie planów przeciwpowodziowych11.

Zaletą sieci LoRa są niskie koszty wdrożenia i skalowalność rozwiązania. Siedem czujników zamontowanych w siedmiu punktach miasta12 przesyła dane bezprzewodowo w częstotliwości 868 MHz, co oznacza, że nie występują koszty związane z wykupieniem uprawnień do użytkowania pasma radiowego, a także nie ma konieczności instalacji stałych łączy do każdego punktu pomiarowego. Czujniki w systemie LoRa mogą być oddalone od anteny o 3km w gęstej zabudowie i 15km w otwartym terenie, zaś rozbudowa systemu polega na rozmieszczeniu dodatkowych sensorów i uruchomieniu dla nich wspomagających programów. Ponadto czujniki nie wymagają zewnętrznego zasilania - wbudowana bateria powinna wystarczyć według producentów na ok. 10 lat13. Integracja systemów mierzących stan rzek z prognozami hydrologicznymi i atmosferycznymi pozwala na wcześniejsze i dokładniejsze przygotowanie ostrzeżeń i alarmów powodziowych dla mieszkańców. Technologia LoRa pomaga zmienić klasyczne podejście “ochrony przed powodzią” na nowoczesne “zarządzanie ryzykiem powodziowym”14.

Przemyski program monitoringu wód to rozwinięcie współpracy, którą miasto już od dłuższego czasu prowadzi z partnerami technologicznymi. Kilka lat wcześniej uruchomiono podobny program pilotażowy, dotyczący badania jakości powietrza w różnych częściach Przemyśla. Po okresie próbnym czujniki zostały w mieście na stałe, a dane prezentowane są mieszkańcom na stronie internetowej miasta oraz wielozadaniowej aplikacji mobilnej15.

Następnym krokiem było przeprowadzenie w 2018 roku audytu, który miał zidentyfikować dalsze rekomendacje dla miasta w rozwijaniu Przemyśla w miasto inteligentne16. W 2019 roku władze miasta zadeklarowały chęć wykorzystania technologii LoRa do gromadzenia wód opadowych, w celu kultywacji zieleni miejskiej oraz zapowiedziały konsultacje w sprawie zastosowania LoRa do monitorowania natężenia ruchu drogowego i inteligentnego sterowania oświetleniem17. Istniejące czujniki mają już w najbliższym czasie zostać użyte jako uzupełnienie następnej pilotażowej instalacji - tym razem związanej z badaniem stanu środowiska18.

Przemyśl to miasto znane przede wszystkim ze swoich zabytków oraz tysiącletniej historii. Chcemy jednak, aby było także rozpoznawalne poprzez nowoczesne i nakierowane na zaspokajanie potrzeb mieszkańców rozwiązania

Robert Choma, były prezydent Przemyśla

Przemyśl: Monitoring stanu wód w dobie cyfryzacji

Korzyści

  • Kompleksowy system pomiaru stanu wód w czasie rzeczywistym - jeden z najważniejszych składników skutecznego systemu ostrzeżeń powodziowych
  • Funkcja edukacyjna - przekazywanie informacji mieszkańcom miasta jako forma wspólnotowego budowania poczucia odpowiedzialności za miasto
  • Centralizacja zasobów danych i ich prezentacja
  • Wsparcie i uproszczenie pracy części jednostek miejskich dzięki ułatwionemu zbieraniu informacji - potencjalne oszczędności dla budżetu miasta, szczególnie przy dalszym wdrażaniu zintegrowanych rozwiązań miasta inteligentnego

Rekomendacje

  • Szczególna wartość technologii LoRaWAN dla miejsc borykających się z ekstremami pogodowymi (powodzie, susze)
  • Identyfikacja obszarów, w których działania gminy mogą zostać usprawnione przez technologie Internetu Rzeczy (IoT), np. bezpieczeństwo, efektywność energetyczna i transport
  • Wybór technologii i rozwiązań, które najlepiej posłużą realizacji zadań - alternatywą dla sieci LoRaWAN mogą być np. standardy NB-IoT, SigFox, zaś w przyszłości technologia 5G19
  • Etapowe podejście do implementacji rozwiązań - od testów w programach pilotażowych, po pełne, wielkoskalowe wdrożenie
  • Współpraca z polskimi podmiotami gospodarczymi rozwijającymi nowe technologie - możliwość przetestowania produktów dla firm, implementacja nowatorskich rozwiązań dla gmin

Przypisy:

  1. https://przemysl.pl/55281/w-warszawie-trwa-10-edycja-smart-city-forum-prezydent-wojciech-bakun-jednym-z-prelegentow-spotkania.html (Dostęp 09.01.2020)
  2. https://www.zycie.pl/informacje/artykul/14908,powodz-stuleci-na-ziemi-przemyskiej-zdjecia (Dostęp 09.01.2020)
  3. Raport o stanie środowiska w województwie podkarpackim w 2010 roku, praca zbiorowa pod red. E.J. Lipińskiej, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Rzeszów 2011, s.154
  4. https://przemysl.pl/55281/w-warszawie-trwa-10-edycja-smart-city-forum-prezydent-wojciech-bakun-jednym-z-prelegentow-spotkania.html (Dostęp 09.01.2020)
  5. ang. “Smart City”
  6. https://portalkomunalny.pl/przemysl-coraz-bardziej-smart-nowa-technologia-posluzy-m-in-do-monitorowania-rzeki-san-361111/ (Dostęp 09.01.2020)
  7. pol. “Internet Rzeczy”
  8. https://biznesalert.pl/przemysl-smart-city-exatel-wprowadza-lora/ (Dostęp 09.01.2020)
  9. https://exatel.pl/inteligentne-technologie-w-przemyslu-czyli-smart-city-w-praktyce/ (Dostęp 09.01.2020)
  10. GSMA Smart Cities Guide: Water Management, raport GSMA, s.2
  11. Ibidem, s.15,16
  12. https://www.portalprzemyski.pl/smart-city-w-przemyslu-niedlugo-ruszy-niezwykly-system-monitorowania-srodowiska-w-miescie/ (Dostęp 09.01.2020)
  13. https://przemysl.pl/47424/inteligentne-technologie-w-przemyslu-czyli-smart-city-w-praktyce.html (Dostęp 09.01.2020)
  14. K.Witkowski, U.Sadowska, Elektroniczne systemy monitorowania, prognozowania i ostrzegania przed powodziami, DHI Polska, s.11
  15. https://przemysl.pl/55281/w-warszawie-trwa-10-edycja-smart-city-forum-prezydent-wojciech-bakun-jednym-z-prelegentow-spotkania.html (Dostęp 09.01.2020)
  16. https://przemysl.pl/50131/przemysl-i-exatel-projektuja-smart-city.html (Dostęp 09.01.2020)
  17. https://przemysl.pl/55281/w-warszawie-trwa-10-edycja-smart-city-forum-prezydent-wojciech-bakun-jednym-z-prelegentow-spotkania.html (Dostęp 09.01.2020)
  18. Ibidem
  19. https://enterpriseiotinsights.com/20190618/channels/news/lora-shoots-for-75pc-of-iot-market (Dostęp 09.01.2020)

Pochwal się swoim wdrożeniem

Wdrożyłeś innowacyjne rozwiązanie w swoim mieście? Powiedz nam o tym!

Pole jest wymagane * Wypełnienie jednego z pól wartości do zsumowania jest wymagane Pole jest niepoprawnie wypełnione
Pole jest wymagane * Wypełnienie jednego z pól wartości do zsumowania jest wymagane Pole jest niepoprawnie wypełnione
Pole jest wymagane * Wypełnienie jednego z pól wartości do zsumowania jest wymagane Pole jest niepoprawnie wypełnione
Pole jest wymagane * Wypełnienie jednego z pól wartości do zsumowania jest wymagane Pole jest niepoprawnie wypełnione
Pole jest wymagane * Wypełnienie jednego z pól wartości do zsumowania jest wymagane Pole jest niepoprawnie wypełnione
Captcha musi być zaznaczona

Warunki RODO

Warunki RODO