为解决城市热浪挑战,我们的意大利合作伙伴WiDataAbinsula在卡利亚里智慧城市项目中,于卡利亚里市超过300个站点部署了500+台SenseCAP传感器。这些传感器包括SenseCAP S1000气象传感器、SenseCAP S2100 LoRaWAN DTU以及其他SenseCAP LoRaWAN传感器。该项目为当地政府提供城市热岛监测,协助进行建筑颜色调整和绿地规划决策,以更好地缓解热岛效应。

城市热岛是指城市地区由于人工基础设施和城市化发展带来的人类活动,导致温度明显高于周边农村地区的现象。根据哥白尼气候变化服务中心(C3S)的研究(该机构由欧洲中期天气预报中心(ECMWF)代表欧盟委员会运营),城市热岛会增加能源成本、空气污染水平,以及与高温相关的疾病和死亡率。城市规划者和政府一直在实施各种策略来减少这种热压力,包括增加绿色-蓝色基础设施,如绿屋顶、树木和植被覆盖、冷屋顶、热岛监测和建模。但要实施这些改变,了解温度和其他参数在城市环境中的空间变化是有效缓解城市热岛的基础。

Urban Heat Island
图片来源:哥白尼气候变化服务中心

挑战

近年来,智慧城市技术越来越多地被应用来帮助解决城市热岛问题,该技术通过物联网解决方案收集数据,以改善城市基础设施和服务。卡利亚里是意大利南部城市,人口154,408(数据来自意大利国家统计研究所),是撒丁岛上最大的城市。从2017年开始,卡利亚里市政府卡利亚里大学合作,使用安装在小型飞机上的热像仪飞越城市,连续捕获飞越的250个基本区域的温度数据。利用热数据,为沥青路面开发了拟合经验模型,并扩展到城市环境中使用的其他材料。该模型支持市政府实施各种城市热岛缓解行动,包括创建城市绿地、提高能源效率、减少车辆、特别是减少沥青路面。

Thermographic Aerial Survey
卡利亚里热成像航空调查,图片来源:卡利亚里大学

然而,要有效解决城市热岛问题,必须在城市规模上收集多个变量的数据,如温度、湿度、空气质量等。这需要广泛的传感器网络,在人口密集的城市地区,使用飞机捕获数据成本高昂且操作困难。此外,使用飞机收集热数据再通过经验模型分析是一个耗时过程,难以应对可能影响城市热岛的快速变化条件。此外,在某些地区,特别是在网络连接不足的社区,获取高质量环境数据也可能受限。解决这些挑战并促进数据的公平获取,对于有效缓解城市热岛、建设更可持续的城市至关重要。

解决方案

为了通过精确的实时环境数据在城市规模上解决城市热岛挑战,卡利亚里市政府与电信公司Fastweb和软件开发公司WiData、Abinsula合作启动了卡利亚里智慧城市项目。在卡利亚里大学的科学支持下,该项目旨在建设监测、识别和缓解城市热岛的基础设施。在这个项目中,Fastweb提供基础设施连接和云资源来记录数据并托管监测软件平台,而WiData与Abinsula一起开发用于数据收集和系统控制的软硬件平台。该平台集成了WiData开发的SenseCAP传感器信息,用于监测人员流动和监控摄像头。从这些各种来源收集的所有数据都将输入位于市政府总部的控制室,由控制室管理和分析数据,实现更高效的服务管理。

WiData与专业安装公司Ely Sistemi Project合作,在卡利亚里市314个站点的城市路灯杆和建筑屋顶上部署了528个SenseCAP传感器和DTU,覆盖面积85.45平方公里。部署的传感器包括SenseCAP S1000 10合1气象传感器、SenseCAP S2102温湿度传感器和S2103光照传感器。

SenseCAP Devices on Light Pole
部署在卡利亚里路灯杆上的SenseCAP设备
SenseCAP Weather Sensor on Rooftop
部署在卡利亚里屋顶的SenseCAP气象传感器和网关

通过部署的传感器,系统可以监测CO2、温度、湿度、大气压力、风速、风向、降雨强度、降雨峰值、PM2.5、PM10和光照强度等环境数据。所有收集的数据都集成到项目的Web平台中,可以实时可视化、检测异常,并在城市地图中发出数据限值警报。

Cagliari Smart City Platform
卡利亚里智慧城市平台