كاميرات المراقبة المدعومة بالذكاء الاصطناعي قد تُحدث ثورة في مكافحة الفيضانات في الصين

الوجبات السريعة الرئيسية

1. توفر أنظمة كاميرات المراقبة التلفزيونية المغلقة المدعومة بالذكاء الاصطناعي حلاً استباقيًا فعالاً من حيث التكلفة لمنع الفيضانات من خلال اكتشاف انسدادات الممرات المائية قبل تفاقمها.

2. إن دمج الذكاء الاصطناعي مع شبكات كاميرات المراقبة التلفزيونية المغلقة الحالية يقلل من الحاجة إلى المراقبة اليدوية، مما يسمح للسلطات بالاستجابة بكفاءة وأمان لمخاطر الفيضانات المحتملة.

3. إن التكنولوجيا القابلة للتطوير والتكيف مفيدة بشكل خاص للمناطق المعرضة للفيضانات، مما يجعلها أداة أساسية لبناء مدن قادرة على التكيف مع تغير المناخ في الصين والعالم.

الدور الخفي للقنوات في إدارة الفيضانات

من الأجزاء الأقل شهرة، ولكنه بالغ الأهمية، في البنية التحتية للمياه قناة تصريف المياه - وهي أنبوب أو نفق يسمح بتدفق الجداول والأنهار ومياه الأمطار تحت الطرق والسكك الحديدية وغيرها من المشاريع الحضرية. تنتشر قنوات تصريف المياه في كل مكان، مخفية تحت مدننا وضواحينا وقرانا. ولا يمكن للمياه أن تتدفق بحرية إذا سُدّت هذه القنوات، مما يؤدي إلى فيضانات خطيرة وأضرار في البنية التحتية.

عند مداخل قنوات تصريف المياه، تُركّب مصافي نفايات - وهي عبارة عن سلسلة من القضبان المعدنية - لمنع دخول الحطام، مثل النفايات الطبيعية والقمامة، إلى النظام وسدّه. ومع ذلك، إذا انسدّت هذه المصافي بفعل الحطام، تبدأ المياه بالتجمع عكس التيار، مما يزيد من خطر حدوث فيضانات محلية وحتى أعطال هيكلية. تُعد مراقبة هذه المصافي بفعالية أمرًا بالغ الأهمية، ولكن مع وجود آلاف من قنوات تصريف المياه في المناطق الحضرية، فإن القيام بذلك يدويًا يستغرق وقتًا طويلاً ويكلف الكثير.

كيف تعمل أنظمة كاميرات المراقبة المعززة بالذكاء الاصطناعي

يقدم بحث جديد من جامعة باث حلاً مثيراً لهذا التحدي: أنظمة كاميرات مراقبة تلفزيونية مُدرَّبة على الذكاء الاصطناعي، قادرة على اكتشاف الانسدادات آنياً. يستخدم برنامجهم، المسمى "الذكاء الاصطناعي على النهر"، التعلم الآلي لتحديد العوائق، مثل الأوراق والأغصان أو القمامة المتراكمة على شبكات القمامة.

يمكن دمج هذه التقنية في شبكات كاميرات المراقبة التلفزيونية المغلقة (CCTV) الحالية، مما يعني عدم الحاجة إلى إجراء إصلاحات شاملة للبنية التحتية. يمكن ترقية الكاميرات المثبتة بالفعل على طول الأنهار والجداول وقنوات المياه بسهولة باستخدام هذا البرنامج. بمجرد اكتشاف أي انسداد، يُرسل النظام تنبيهًا مبكرًا، مما يمنح فرق الصيانة الوقت الكافي لإزالة العائق قبل أن يتفاقم الوضع ويتحول إلى فيضان.

حل واعد لتحديات الفيضانات في الصين

نظراً للتحديات التي تواجهها الصين مع الفيضانات المتكررة، لا سيما في الشمال، يمكن لأنظمة المراقبة المدعومة بالذكاء الاصطناعي أن تُحقق فوائد جمة. فالمدن الصينية، ببنيتها التحتية الكثيفة وتوسعها العمراني، معرضة بشكل خاص لانسداد مجاري المياه. ويمكن لأمطار الصيف الغزيرة، إلى جانب تراكم الأنقاض، أن تُغرق شبكات الصرف بسرعة، مما يجعل الرصد الاستباقي ضرورياً.

إن فعالية أنظمة المراقبة القائمة على الذكاء الاصطناعي من حيث التكلفة تجعلها أداة عملية للمدن في جميع أنحاء الصين. فبدلاً من الحاجة إلى مشاريع ضخمة كبناء السدود أو إصلاح شبكات الصرف الصحي، توفر هذه الأنظمة الذكية نهجًا وقائيًا منخفض التكلفة يركز على التدخل المبكر. كما أنها توفر حلاً مستدامًا من خلال تقليل عدد القوى العاملة اللازمة لعمليات التفتيش اليدوية.

نحو مستقبل أكثر ذكاءً في مجال الوقاية من الفيضانات

لطالما اعتمدت الوقاية من الفيضانات على الدفاعات الهيكلية، مثل السدود والحواجز، لكن المستقبل يكمن في التقنيات الذكية القادرة على التكيف. تُمثل الأدوات القائمة على الذكاء الاصطناعي، مثل "الذكاء الاصطناعي على النهر"، الجيل القادم من إدارة الفيضانات - التنبؤية، والفورية، والقابلة للتطوير. وبينما تسعى مدن العالم، بما فيها الصين، إلى تعزيز دفاعاتها ضد الظروف الجوية القاسية، يمكن أن تصبح أنظمة الرصد المبتكرة هذه جزءًا أساسيًا من استراتيجيتها للبنية التحتية.

من خلال إيقاف الانسدادات قبل أن تتحول إلى فيضانات، لا توفر كاميرات المراقبة التلفزيونية المغلقة المدعومة بالذكاء الاصطناعي الحماية من الفيضانات فحسب، بل توفر أيضًا راحة البال لمخططي المدن والسكان. مع تزايد آثار تغير المناخ، تُظهر حلول كهذه أن التكنولوجيا ستلعب دورًا حاسمًا في بناء مدن قادرة على الصمود في المستقبل.

ولا يهدف هذا النهج إلى الحد من مخاطر الفيضانات فحسب، بل يسلط الضوء أيضاً على كيفية إعادة توظيف التكنولوجيا الحالية لمواجهة التحديات الجديدة.

الدفاع الاستباقي ضد الفيضانات: نهج أكثر ذكاءً

وفقًا للدكتور أندرو بارنز، المحاضر في قسم علوم الحاسوب بجامعة باث وعضو مركز أبحاث التكيف مع المناخ والبيئة، يُقدم النظام المُدار بالذكاء الاصطناعي بديلاً استباقيًا لاستراتيجيات إدارة الفيضانات التقليدية. فبدلًا من انتظار حدوث الفيضان، يُمكن للذكاء الاصطناعي اكتشاف العوائق مُبكرًا وإطلاق إنذار، مما يُتيح للسلطات المحلية الوقت للتدخل.

يوضح بارنز: "لقد طورنا نموذجًا فعالًا يُحدد العوائق قبل أن تُصبح مشكلة. إنه مرن وقابل للتطوير، مما يعني أنه يُمكن تطبيقه في أي مكان تقريبًا، وخاصةً في المناطق التي يُمثل فيها تطوير أدوات مماثلة من الصفر تحديًا".

يُعد هذا التنوع بالغ الأهمية للدول ذات الموارد التقنية أو المالية المحدودة. فمن خلال دمجها مع أنظمة المراقبة الحالية، تُسهّل كاميرات المراقبة التلفزيونية المغلقة المُعززة بالذكاء الاصطناعي إدارة الفيضانات بتكلفة معقولة.

الكشف عالي الدقة باستخدام الذكاء الاصطناعي

اختبر فريق البحث النظام في موقع قناة تصريف في كارديف، حيث درّبوا الكاميرات على تحديد الانسدادات المحتملة بدقة تقارب 90%. يضمن هذا المستوى من الدقة قدرة فرق الصيانة على تحديد أولويات مناطق المشاكل قبل أن تتحول إلى حالات طوارئ. في المملكة المتحدة، عادةً ما تُراقب قنوات التصريف من قِبل موظفي السلطات المحلية الذين يراقبون يدويًا صفوفًا من شاشات المراقبة التلفزيونية المغلقة، وهي مهمة تستغرق وقتًا طويلاً وعرضة للخطأ البشري. يُساعد استخدام الذكاء الاصطناعي على أتمتة العملية وتركيز الاهتمام على الجوانب الأكثر أهمية.

يُمكّن النظام السلطات المحلية من تخصيص الموارد بكفاءة أكبر، والاستجابة الفورية للانسدادات، ومنع تفاقم العوائق البسيطة إلى فيضانات خطيرة. وإلى جانب الكفاءة، يُوفر هذا النهج الاستباقي ميزة إضافية تتعلق بالسلامة: إذ يُمكن لفرق الاستجابة معالجة الانسدادات مبكرًا، مما يُقلل الحاجة إلى العمل في ظروف خطرة بعد ارتفاع منسوب مياه الفيضانات.

معالجة مشكلة عالمية متنامية

مع تفاقم تغير المناخ، يتزايد خطر الفيضانات في جميع أنحاء العالم. يقدم هذا النظام الجديد حلاً بسيطًا واقتصاديًا لإدارة مخاطر الفيضانات في المناطق الحضرية، مما يجعله مفيدًا بشكل خاص للمدن التي تواجه ظواهر جوية قاسية.

يؤكد الدكتور توماس كيلدسن، أستاذ في قسم الهندسة المعمارية والهندسة المدنية بجامعة باث وعضو مركز التصميم والهندسة التجديدية من أجل عالم إيجابي صافٍ (RENEW)، على الأهمية الأوسع للمشروع:

يُفاقم تغير المناخ مخاطر الفيضانات في كل مكان. يُمثل بحثنا خطوةً أولى نحو التنبؤ المُستدام بالفيضانات، مما يفتح آفاقًا جديدة لحلولٍ بسيطةٍ وبأسعارٍ معقولةٍ يُمكن اعتمادها عالميًا.

ويضيف كيلدسن أن النظام لا يقدم استجابة عملية لتحديات اليوم فحسب، بل إنه يخلق أيضًا سبلًا جديدة للاستكشاف والابتكار في مجال إدارة الفيضانات.

بناء القدرة على الصمود في ظل تغير المناخ

بينما تستعد مدن العالم لفيضانات أكثر تواتراً وشدةً، تُمثل أدوات الرصد القائمة على الذكاء الاصطناعي تقدماً جذرياً. يمكن للدول التي تواجه نقصاً في الموارد - سواءً بسبب التمويل أو الخبرة التقنية أو محدودية البيانات - الاستفادة من هذه الأنظمة القابلة للتكيف ومنخفضة التكلفة.

تُعدّ التقنية التي طورتها جامعة باث نموذجًا لمستقبل إدارة الفيضانات: ذكية، استباقية، وقابلة للتطوير. من خلال الجمع بين الذكاء الاصطناعي وشبكات كاميرات المراقبة التلفزيونية المغلقة الحالية والتنبيهات الفورية، تُقدّم هذه التقنية طريقة جديدة فعّالة للحفاظ على جريان المجاري المائية وحماية المجتمعات من الفيضانات.

الإمكانات العالمية لهذا النظام واضحة: سواء في جنوب أفريقيا أو المملكة المتحدة أو المدن المعرضة للفيضانات في الصين، يمكن لأنظمة الإنذار المبكر المدعومة بالذكاء الاصطناعي مساعدة الحكومات المحلية على استباق الفيضانات والتكيف مع تغير المناخ السريع. لا يقدم هذا الابتكار أداة عملية لليوم فحسب، بل يُلهم أيضًا حلولًا مستقبلية، مما يمهد الطريق لمدن أكثر ذكاءً وأمانًا حول العالم.