Hlavní specifika projektu Tel4Rain

Tel4Rain vyvíjí netradiční technologii monitoringu dešťových srážek založenou na "oportunistickém měření" (opportunistic sensing), které využívá komerční mikrovlnné spoje z mobilních telekomunikačních sítí. Tato technologie má několik významných výhod:

• Oportunistické měření – využívá stávající infrastruktury (nízkonákladovost), která je široce dostupná
• Vysoké časové a prostorové rozlišení
• Měření blízko zemského povrchu – poskytuje informaci o dešťových srážkách, které skutečně dopadnou na povrch
• Kontinuální údržba je zaručena potřebami primárního účelu mikrovlnných sítí (telekomunikace)
• Kontinuální získávání veškerých dat v reálném čase z jediné lokace (z operačního centra celé sítě)

Komerční mikrovlnné spoje obvykle měří dešťovou intenzitu několik desítek metrů nad zemí, používají frekvence v rozsahu od 6 GHz do 80 GHz a mají délku od 0,1 km do 20 km. Sítě komerčních mikrovlnných spojů mají většinou největší hustotu v urbanizovaných oblastech. V těchto oblastech mají mikrovlnné spoje obvykle délku několika kilometrů a operují na vyšších frekvencích (20-80 GHz), které jsou citlivější na dešťové srážky.

Z poklesu síly signálu podél dráhy mikrovlnného spoje lze vypočítat podél-dráhy zprůměrovaný specifický útlum signálu způsobený deštěm, který může být pomocí jednoduchého mocninného vztahu převeden na délkově zprůměrovanou dešťovou intenzitu po délce spoje. Následně mohou být takto zprůměrované dešťové intenzity z jednotlivých spojů použity k vytvoření dešťových map s vysokým prostorovým rozlišením.

Požadovaná mikrovlnná data a metadata:

• Síla/ hladina vyslaného signálu (transmitted signal level, TSL) a síla/hladina přijatého signálu (received signal level, RSL) pro každý mikrovlnný spoj v každém časovém intervalu
• Datum a čas měření
• Frekvence mikrovlnného spoje
• Polarizace signálu
• Souřadnice počátku a konce mikrovlnného spoje a unikátní identifikátor mikrovlnného spoje

Tel4Rain specifické znaky:

• Získávání dat mikrovlnných spojů každých 10 sekund – minimalizace chyb z průměrování okamžitých hodnot
• Data z velkého počtu mikrovlnných spojů – minimalizace chyb vzniklých prostorovým průměrováním
• Algoritmy pro konverzi útlumu mikrovlnného signálu na dešťovou intenzitu byly ověřeny (validovány) ve více pilotních projektech za použití dat z pozemních dešťoměrů
• Interdisciplinární tým a spolupráce s poskytovateli dat a konečnými uživateli

Využití/aplikace a benefity:

• Městská hydrologie/hydrologie urbanizovaných území – včasné předpovědi odtoku a bleskových záplav (základem je vysoké časové a prostorové rozlišení dešťových dat)
• Optimalizace řízení systémů městského odvodnění a optimalizace řízení procesů v čistírnách odpadních vod
• Korekce srážkových produktů z meteo-radarů - zlepšení hydrologických předpovědí i analýzy minulých událostí