IoT hilft, Überschwemmungen zu verhindern

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Der Anteil der Weltbevölkerung, der Überschwemmungsrisiken ausgesetzt ist, hat seit 2000 um fast ein Viertel zugenommen. Bis 2030 werden Millionen von Menschen unter den Folgen zunehmender Überflutungen leiden, die auf klimatische und demografische Veränderungen zurückzuführen sind. Dies geht aus einer Studie hervor, die Satellitenbilder analysiert und im Zuge dessen festgestellt hat, dass das Überschwemmungsrisiko viel höher ist, als von Computermodellen bisher angenommen wurde.

Das bedeutet: Jedes Jahr werden mehr Bürger gefährdet. Angesichts dieser Tatsache sind Lösungen, die Echtzeitdaten und -analysen liefern können, von entscheidender Bedeutung, um frühzeitig handeln sowie Leben und Eigentum retten zu können. Denn laut NEEF sind große Teile der Küstengebiete der Vereinigten Staaten, um nur ein Land zu nennen, aller Voraussicht nach von mehr als 30 Tagen Überschwemmung pro Jahr bedroht.

Die US-amerikanischen Bergstadt Cary, in der es überwiegend dichte Wälder und Überschwemmungsgebiete gibt, ist ein Paradebeispiel für erfolgreichen Überflutungsschutz. Die Stadt im US-Bundesstaat North Carolina hat rund 175.000 Einwohner und setzt auf die Technologie des Internets der Dinge (IoT), um potenzielle Überschwemmungen zu erkennen. Dadurch entwickelt sich der Ort schnell zu einer der intelligentesten Städte der Vereinigten Staaten.

In Zusammenarbeit mit Semtech, dem Entwickler der LoRa-Technologie, wurden Wasserstandssensoren in den Wassereinzugsgebieten rund um die Stadt sowie Dutzende von Regenmessern installiert. Diese Sensoren senden Warnmeldungen, wenn die Pegel einen bestimmten Schwellenwert erreichen. Die Messgeräte liefern minutengenaue Informationen, um vorherzusagen, welche Gebiete überflutet werden könnten. Vor der Installation des IoT-Systems haben die Anwohner noch selbst Überschwemmungen gemeldet.

Mit den Informationen, welche die Sensoren liefern, können die Verantwortlichen in Cary Fahrspuren anhalten und den Verkehr umleiten. „Die Daten werden in Echtzeit abgerufen. Ohne die IoT-Infrastruktur wüsste ich nicht, dass dies jemals in Echtzeit geschehen ist“, erklärt Nicole Raimundo, CIO der Stadt. Die von Cary eingesetzte IoT-Lösung zur Bewältigung von Regenwasserüberschwemmungen wurde bereits mit mehreren Smart-City-Innovationspreisen ausgezeichnet. Darüber hinaus hat sie der Stadt in Zusammenarbeit mit Semtech und dem SAS Institute den Weg für den Aufbau eines Kompetenzzentrums geebnet, das sich auf IoT-Lösungen konzentriert. Ziel ist es, die Entwicklung und den Einsatz von Technologielösungen zu erleichtern, die reale Herausforderungen zu lösen und Cary zu einem Maßstab für andere Kommunen zu machen.

Wachsender Markt

Der Markt für Echtzeit-Hochwasserüberwachungs- und -warnsysteme hat ein hohes Wachstumspotenzial, insbesondere in Entwicklungsländern, die unter kritischen Infrastrukturproblemen leiden. Laut dem Bericht Global Catastrophe Recap 2019 wurden die Überschwemmungsschäden auf 8 Milliarden US-Dollar geschätzt. IoT-Überwachungslösungen können dazu beitragen, Risiken zu mindern und Schäden auf der ganzen Welt zu reduzieren, indem sie Menschen und Rettungskräfte alarmieren, bevor Ereignisse mit Katastrophenpotenzial eintreten.

Laut Transparency Market Research wird für dieses globale Marktsegment im Zeitraum zwischen 2020 und 2030 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 6 % erwartet. Was die Regionen betrifft, so erwartet man, dass Nordamerika, das bereits 2019 einen bedeutenden Marktanteil hielt, diesen Trend im Prognosezeitraum beibehalten wird. Eine weitere Annahme: Der asiatisch-pazifische Raum wird die höchste Wachstumsrate aufweisen, da sich die Regierungen stärker auf das Katastrophenmanagement konzentrieren. Asien wird während des Forschungsprognosezeitraums mit 41 % aller Flutkatastrophen wahrscheinlich der am stärksten betroffene Kontinent sein, gefolgt von Afrika (23 %), Amerika (21 %), Europa (13 %) und Ozeanien (3 %).

Konsolidierung des LoRa-Standards

Semtech, Technologiepartner des von der Stadt Cary entwickelten Flutprojekts, ist auch für die Entwicklung des LoRa-Kommunikationsstandards verantwortlich und hatte 2021 viel zu feiern: Denn LoRa hat sich zur vorherrschenden Technologie für Langstrecken-Netzwerke mit geringem Stromverbrauch für IoT-Massenanwendungen entwickelt.

Laut dem Bericht der LoRa Alliance von Ende 2021 hat die Verbreitung des Protokolls im Laufe des Jahres exponentiell zugenommen, wobei LoRaWAN-Netze in fast allen Ländern in Betrieb sind. Die Studie hebt auch hervor, dass LoRa von einer unabhängigen SDO (Standards Developing Organization) als internationaler Standard akzeptiert wurde.

Außerdem sorgte sie dafür, dass sich wichtige Marktführer der Allianz angeschlossen haben, um das Ökosystem weiter auszubauen. Die Beteiligung von Unternehmen wie Microsoft und Amazon Web Services (AWS) hat das Vertrauen der Branche in LoRaWAN gestärkt und die Zusammenarbeit sowie die Entwicklung von End-to-End-Lösungen vorangetrieben.

Eine weitere Errungenschaft war die Erweiterung der Marktchancen durch die Verfolgung von Kooperationsinitiativen mit komplementären Funktechnologien zur Unterstützung von Multi-RAN (Multi-Radio Access Network) Implementierungen. Denn für die LoRa Alliance werden Multi-RAN-Lösungen die Norm sein, da sie die einzige Möglichkeit bieten, die Anforderungen der verschiedenen IoT-Anwendungsfälle zu erfüllen. Mit einem Multi-RAN-Konzept wird es möglich, schon jetzt für die Anforderungen von morgen zu planen.

Die Allianz hat LoRaWAN von Anfang an als offenen Standard entwickelt, da sie davon ausging, dass für die massenhafte Verbreitung von IoT-Netzwerken interoperable Konnektivitätslösungen erforderlich sein würden, die nicht durch Lösungen aus einer Hand unterstützt werden können.

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