Data Science uratuje nas przed smogiem?

W dobie kryzysu klimatycznego, naukowcy nieustannie apelują o poprawę sposobu życia, by uchronić Ziemię przed prawdopodobną katastrofą naturalną. Zmiany w atmosferze ziemskiej są coraz bardziej odczuwalne i znacznie wpływają na stan zdrowia człowieka. Najwyższe temperatury i gigantyczne pożary w różnych częściach świata w ostatnim czasie wywołały między innymi globalny wzrost zachorowań na astmę. Dlaczego wdychamy truciznę?

Większość aglomeracji miejskich uwalnia do atmosfery ogromną ilość dymu i spalin, które łączą się z powietrzem tworząc szkodliwą mgłę – smog. Według raportów Najwyższej Izby Kontroli, największy wpływ na powstawanie smogu w Polsce ma niska emisja spalin, a więc emisja związana z ogrzewaniem poszczególnych budynków. Obecnie za przodujących winowajców smogu uważa się gospodarstwa domowe, gdzie wykorzystywane są paliwa gorszej jakości w połączeniu z używaniem tzw. kopciuchów.

Jeszcze w 2018 roku, na 50 najbardziej zanieczyszczonych miast Europy, aż 36 z nich mieściło się w Polsce. Normy wyznaczone na 2020 rok zostały przekroczone w 83% miast kraju. Jak teraz wygląda sytuacja? Na zdjęciu poniżej widać obecną jakość powietrza w Polsce, w porównaniu do pozostałych państw europejskich.

indeks zanieczyszczenie

Źródło: https://airindex.eea.europa.eu/Map/AQI/Viewer/

Polityka klimatyczna w Polsce

Według danych rządowych, poziom dopuszczalnego pyłu PM10 został przekroczony aż w 88% z powodu indywidualnego ogrzewania budynków przez obywateli. Składa się na to przede wszystkim palenie niskiej jakości węglem, a także używanie starych kotłów i słaby stan techniczny budynku. Dla porównania, ruch pojazdów przyczynia się do powstawania smogu w 6%. Wyniki te pokazują jak pilne i potrzebne jest zadbanie o właściwy system grzewczy, szczególnie w prywatnych domostwach.

W Polsce zainicjowano między innymi program STOP SMOG, który zakłada dofinansowanie do kosztów wymiany lub likwidacji źródeł ciepła oraz termomodernizacji w budynkach mieszkalnych jednorodzinnych. Projekt skierowano do osób ubogich energetycznie. W praktyce jednak okazuje się, że w całym kraju nadal funkcjonuje zatrważająca ilość zatruwających środowisko pieców. My też mam wkład w walkę z emisją szkodliwych substancji do atmosfery. W jaki sposób?

smog2

Data Science w walce z kopciuchami

Mimo zmian w prawie mających uniemożliwić sprzedaż kotłów, których emisja szkodliwych substancji przekracza normy, takie urządzenia nadal można kupić w internecie. Walkę ze sprzedażą “kopciuchów” mogą ułatwić technologie, dzięki którym można takie oferty wyszukiwać i identyfikować.

W Laboratorium EE na zlecenie  Instytutu Łączności opracowaliśmy prototyp bota, który między innymi wykrywa w sieci oferty sprzedaży tych trujących urządzeń. Kotłobot pobiera dane z serwisów aukcyjnych. Informacje są następnie poddawane dogłębnej analizie, dzięki korzystaniu z takich rozwiązań, jak Natural Language Processing i algorytmy rozpoznawania obrazów. Gotowe założenia systemu automatycznie badają dane dotyczące nielegalnej sprzedaży „kopciuchów”. 

Wykorzystując technologie do analizy danych w połączeniu z przyjazną dla użytkownika wizualizacją, możliwe jest stworzenie narzędzia do lokalizowania w sieci przedsiębiorców umożliwiających nabycie wysokoemisyjnych pieców zatruwających środowisko. 

Nasz projekt dostarczyliśmy do Instytutu jako proof of concept.

ZONEapp – strażnik jakości powietrza

Obecnie trudno jest kontrolować stan wszystkich budynków, szczególnie tych jednorodzinnych. Tym samym organy odpowiedzialne za sprawdzanie emisyjności z urządzeń grzewczych mają utrudnione zadanie. Na zlecenie Instytutu Łączności stworzyliśmy ZONEapp, czyli intuicyjną aplikację do walki ze smogiem. W jaki sposób może ona pomóc?

W ramach projektu B+R celem było wdrożenie rozwiązania, dzięki któremu będzie możliwe pozyskanie niezbędnych danych i umożliwienie naszemu klientowi ich analizy oraz zaplanowania konkretnych działań zmierzających do ograniczenia problemu zanieczyszczenia powietrza.

zoneapp1

zoneapp2

Zaprojektowaliśmy prototypowe narzędzie do gromadzenia i przetwarzania danych, w szczególności w zakresie ociepleń obiektów budowlanych, ich izolacji termicznej i sposobów ich ogrzewania. Dzięki takim informacjom można monitorować stan zanieczyszczeń uwalnianych do atmosfery przez piece grzewcze na obszarze wybranej gminy. Użytkownicy aplikacji mogą wykorzystać zebrane przez system dane, do dokładnej analizy i wyciągnięcia kluczowych wniosków. To pozwoli zaplanować trafne działania, które wprost przyczynią się do zmniejszenia emisyjności substancji trujących do powietrza. 

ZONE w chmurze

Projekt ZONE, którego częścią jest ZONEapp, to zintegrowany System Wsparcia Polityk i Programów Ograniczenia Niskiej Emisji. ZONE tworzy konsorcjum instytucji publicznych i pozarządowych, których uzupełniają się kompetencjami. Liderem projektu jest Ministerstwo Rozwoju, a w skład konsorcjum wchodzą z Instytut Łączności – Państwowy Instytut Badawczy, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla oraz Stowarzyszenie Krakowski Alarm Smogowy. Celem projektu jest m.in. rozwój opracowanego i przetestowanego narzędzia w postaci elektronicznego systemu inwentaryzacji budynków. 

W połowie ubiegłego roku przenieśliśmy go w całości do chmury, co dodało całemu przedsięwzięciu jeszcze większej wartości. Dlaczego umieszczenie aplikacji w chmurze jest takie ważne?

Obecnie ZONE wspiera przede wszystkim program Ograniczenia Niskiej Emisji, realizowany przez polskie samorządy. ZONE łączy instytucje publiczne i pozarządowe w walce o czyste powietrze. Podmioty te uzupełniają się kompetencyjnie, maksymalizując skuteczność swoich działań.

Jaką wartość wnosi umieszczenie projektu ZONE w chmurze? Większość danych odnośnie wykorzystywania paliw stałych w budynkach mieszkalnych gromadzi się z wykorzystaniem narzędzi teleinformatycznych. Uruchomienie naszego projektu jako SaaS (czyli udostępnienie oprogramowania jako usługi w chmurze) przyczyni się do wzrostu mocy obliczeniowej aplikacji oraz zasięgu działania usługi. Podsumowując – uwolnienie ZONEapp do chmury wspiera wydajność opracowanego przez nas systemu w zjednoczonej walce ze smogiem

Jak tego dokonaliśmy? Po konfiguracji docelowych serwerów i kompleksowym przeniesieniu wszystkich zasobów, ZONE funkcjonuje pod nowym ujednoliconym adresem w chmurze NFOSiGW, dostarczanej przez grupę Microsoft. Teraz zarządzanie danymi jest ułatwione dzięki płynności przetwarzania nimi we wspólnej przestrzeni sieciowej. Oprogramowanie może być ciągle rozwijane, by jak najlepiej zwalczać zanieczyszczanie atmosfery, w której żyjemy. 

W Laboratorium EE wykorzystujemy programowanie, narzędzia sztucznej inteligencji, user experience i zwinne metody zarządzania projektami do rozwiązywania problemów. Mamy odwagę eksperymentować i przełamywać zastane schematy, szukając sposobów żeby każdego dnia uczynić świat trochę lepszym. W pracy dla naszych klientów wykorzystujemy algorytmy sztucznej inteligencji, których przeczytasz tutaj, ale wiemy, że nasze kompetencje mogą być wykorzystane także w energetyce i walce z kryzysem klimatycznym. Przeczytaj jak technologia może pomóc w walce z kryzysem klimatycznym.

Chcesz wykorzystać Data Science do ochrony klimatu?
Napisz do nas!