Ενότητες Εργασίας

Για την ολοκλήρωση του έργου, προβλέπονται οι κατωτέρω Ενότητες Εργασίας (Ε.Ε.).

Ε.Ε.1 - Ανάλυση Απαιτήσεων

Περιλαμβάνει τη μελέτη των χαρακτηριστικών και των απαιτήσεων της ποιότητας αέρα σε διάφορα σενάρια χρήσης, αλλά και των συναφών τεχνικών απαιτήσεων και προδιαγραφών τόσο από τους επιμέρους μετρητικούς σταθμούς, όσο και από το τελικό ολοκληρωμένο ευφυές περιβάλλον. Επιπλέον, θα προσδιορίσει τις λειτουργικές προδιαγραφές κάθε τμήματος του έργου, τους διαύλους διασύνδεσης μεταξύ τους, τις πηγές εξωτερικών δεδομένων εισόδου κάθε τμήματος και τον τρόπο απεικόνισης των αποτελεσμάτων του συστήματος που αφορούν τον τελικό χρήστη ή εξωτερικές υπηρεσίες.
 

Ε.Ε.2 - Τεχνολογίες Αισθητήρων και Υλικών για Μετρητικές Διατάξεις

Περιλαμβάνει την παρούσα τεχνολογική στάθμιση (state of the art) σε διεθνές επίπεδο των αισθητήρων και συσκευών κατάλληλων για μετρητικές διατάξεις. Η σημαντικότερη από αυτές θα αξιολογηθεί βάσει κριτηρίων όπως η ευαισθησία, η θερμοκρασία λειτουργίας, η επίδραση του ποσοστού υγρασίας και η εκλεκτικότητά της στην ανίχνευση διαφόρων αερίων. Ενδεικτικά, αέρια, όπως το μονοξείδιο του άνθρακα (CO), τα οξείδια του αζώτου (ΝΟx) και το όζον (O3), αλλά και οι συγκεντρώσεις των μικρών (και πιο επικίνδυνων για την υγεία) αιωρούμενων σωματιδίων, θα αποτελέσουν το αντικείμενο του παρόντος έργου, καθώς αυτά καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό την ποιότητα του αέρα. Επίσης, θα αξιολογηθεί ως προς την ακρίβεια και την αξιοπιστία των λαμβανομένων μετρήσεων με τη διενέργεια των απαραίτητων εργαστηριακών πειραμάτων στις εγκαταστάσεις του ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ, όπου υπάρχει ήδη ολοκληρωμένη πειραματική διάταξη μέτρησης της ευαισθησίας των αισθητήρων.

Ε.Ε.3 – Ανάπτυξη πρωτότυπης μετρητικής διάταξης με πύλη πρόσβασης στο ΔτΑ

Περιλαμβάνει το σχεδιασμό και την υλοποίηση πρωτότυπης μετρητικής διάταξης για την αποτελεσματική και αξιόπιστη συλλογή μετρήσεων από συστοιχία αισθητήρων που έχουν κριθεί κατάλληλοι από την Ε.Ε. 2. Η διάταξη αυτή θα πρέπει να μπορεί να επικοινωνεί με την ειδικά διαμορφωμένη πλατφόρμα IoT της Yodiwo για την ανάπτυξη εφαρμογών παρακολούθησης και καταγραφής της ποιότητας αέρα και να αποτελέσει έτσι ένα δομικό στοιχείο του προτεινόμενου ευφυούς περιβάλλοντος.

Ε.Ε.4 – Αλγόριθμοι ανάλυσης δεδομένων

Περιλαμβάνει ανάπτυξη αλγορίθμων για την επεξεργασία των μετρήσεων ποιότητας αέρα του δικτύου (είτε κατά το παρελθόν είτε σε πραγματικό χρόνο), με βάση τις μεθοδολογίες ελέγχου ποιότητας και αξιοπιστίας των δεδομένων που θα προταθούν από το ΙΕΧΜΗ/ΙΤΕ και το ΕΦΑ/ΠΠ. Τα ιστορικά δεδομένα του δικτύου patrasair.gr [6] και του σταθμού μέτρησης του ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ θα ενσωματωθούν σε μοντέλα πρόγνωσης των μετεωρολογικών συνθηκών (Weather Regional Forecasting Model, WRF) [7] και της ατμοσφαιρικής ρύπανσης (Comprehensive Air Quality Model with Extensions, CAMx) [8] για την παραγωγή προγνώσεων με χωρική και χρονική ανάλυση 1x1km και μία ώρα αντίστοιχα. Επιπροσθέτως, τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο (από το υπάρχον δίκτυο και την επέκτασή του με αισθητήρες μέτρησης πολλαπλών αέριων ρυπαντών) θα ενσωματώνονται για την βελτίωση της πρόγνωσης (data assimilation). Τέλος, τα δεδομένα των σταθμών και του προγνωστικού μοντέλου θα «τροφοδοτούν» ένα γεωστατιστικό μοντέλο, όπου με τη συνδρομή μη-ατμοσφαιρικών δεδομένων (π.χ., κυκλοφοριακά, γεωγραφικά, δημογραφικά) και αερίων/σωματιδιακών εκπομπών θα γίνεται η υποκλιμάκωση σε μεγάλη χωρική κλίμακα (50m) και θα παράγονται χάρτες έκθεσης. Ενδεικτικοί αλγόριθμοι για την ολοκλήρωση των ενεργειών αποτελούν ο πολυεπίπεδος perceptron, το land-use regression και η χωρική παρεμβολή kriging

Ε.Ε.5 – Υποδομή λογισμικού και υπηρεσιών

Περιλαμβάνει την απαιτούμενη σχεδίαση, ανάπτυξη και διαμόρφωση λογισμικού, το οποίο θα στηριχθεί στη γενικού σκοπού πλατφόρμα νέφους της Yodiwo, για την υλοποίηση του προτεινόμενου ολοκληρωμένου ευφυούς περιβάλλοντος παρακολούθησης και καταγραφής της ποιότητας αέρα. Θα δημιουργηθούν οι απαραίτητες βιβλιοθήκες λογισμικού για την ενσωμάτωση στοιχείων συλλογής, αποθήκευσης και επεξεργασίας των δεδομένων. Για την επεξεργασία των δεδομένων, θα παρέχονται, σε μορφή βιβλιοθηκών γραφικού περιβάλλοντος, βασικοί αλγόριθμοι ανάλυσης των καταγραφόμενων μετρήσεων (analytics), με σκοπό να αποτελέσουν σχέδιο αναφοράς για μελλοντικές ευφυείς εφαρμογές, έτσι ώστε να μη δίδεται απλά μία παράθεση των αποθηκευμένων δεδομένων, αλλά να εξάγεται γνώση και συμπεράσματα από αυτά, είτε σε μορφή πρόβλεψης, είτε για επιλεγμένα ιστορικά χρονικά διαστήματα. Τα επεξεργασμένα ή τα ακατέργαστα δεδομένα θα προσφέρονται για προεπισκόπηση και προβολή στους χρήστες μέσω ενός ευφυούς γραφικού περιβάλλοντος διεπαφής (visualization dashboard), προσβάσιμο μέσω web browser, το οποίο θα επιτρέπει στο χρήστη να παρακολουθεί με ευκολία τους κρίσιμους δείκτες ποιότητας του αέρα. Τέλος, το σύστημα θα παρέχει τη δυνατότητα τηλεειδοποίησης μέσω διαφόρων ηλεκτρονικών υπηρεσιών, ή ακόμα και κοινωνικών μέσων δικτύωσης, σε περιπτώσεις όπου κάποιος δείκτης υπερβαίνει τα επιτρεπτά όρια ή κάποιο σενάριο χρήσης παρεκκλίνει από την προκαθορισμένη εγκεκριμένη μορφή του.

Ε.Ε.6 – Ενσωμάτωση τεχνολογιών

Περιλαμβάνει την ολοκλήρωση των πρωτότυπων μετρητικών διατάξεων της Ε.Ε.3 με την υποδομή λογισμικού και υπηρεσιών της Ε.Ε. 5, έτσι ώστε να προκύψει το προτεινόμενο περιβάλλον παρακολούθησης και καταγραφής.

Ε.Ε.7 – Πιλοτική Λειτουργία, Έλεγχος και Επίδειξη ολοκληρωμένου συστήματος

Η πιλοτική λειτουργία των μετρητικών διατάξεων, του λογισμικού και των τεχνολογικών εφαρμογών και υπηρεσιών που θα αναπτυχθούν, θα γίνει τόσο στις εγκαταστάσεις της Yodiwo όσο και των ερευνητικών φορέων, που επιτρέπουν τη συνεχή παρακολούθηση της χρήσης των τεχνολογιών και των αποτελεσμάτων της, όσο και σε ενδεδειγμένους χώρους τρίτων.
Επιδίωξη των συνεργαζομένων φορέων είναι να δημοσιοποιήσουν στο μεγαλύτερο δυνατό βαθμό τα επιστημονικά, τεχνολογικά και εμπορικά αποτελέσματα του έργου. Οι δράσεις δημοσιότητας και διάχυσης περιλαμβάνουν: (α) Ανάπτυξη Διαδικτυακού τόπου για το έργο. (β) Δημοσιεύσεις (τουλάχιστον 4) σε έγκυρα διεθνή περιοδικά και ανακοινώσεις σε εθνικά και διεθνή συνέδρια των αποτελεσμάτων του έργου τα οποία δεν υπόκεινται σε περιορισμούς πνευματικής ιδιοκτησίας σε σχέση με τους υπόλοιπους συνεργαζόμενους φορείς. (γ) Συμμετοχή σε (τουλάχιστον 2) επιστημονικά φόρα και συνέδρια. (δ) Κατοχύρωση των τεχνολογικών επιτευγμάτων μέσω εθνικών ή/και διεθνών διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας. (ε) Συμμετοχή σε δύο (2) περιφερειακές/εθνικές και τρεις (3) διεθνείς εκθέσεις καινοτομίας. (στ) Αξιοποίηση εργαλείων digital marketing και εργαλείων κοινωνικής δικτύωσης. (ζ) Ημερίδες (τουλάχιστον 2) ενημέρωσης και ευαισθητοποίησης επαγγελματικών τάξεων και της τοπικής κοινωνίας σε θέματα ποιότητας περιβάλλοντος. (η) Επίδειξη του συστήματος SmartAQM στο iCIty (Eindhoven, Ολλανδία, αναφορά στο letter of intent της VolkerWessels), (θ) Συμμετοχή και προώθηση σε σχετικούς περιφερειακούς, εθνικούς και διεθνείς οργανισμούς, ενώσεις και φόρα όπου αποφασίζουν για θέματα κλαδικής πολιτικής και πρωτοτύπων.

Ε.Ε.8 – Διαχείριση Έργου

Αφορά στη διαχείριση του έργου και στη διασφάλιση ποιότητας των αποτελεσμάτων του έργου και εκτελείται καθ’ όλη τη διάρκεια του έργου και παράλληλα με τις υπόλοιπες ενότητες εργασίας. Λεπτομέρειες αναφέρονται στην Ενότητα 4.4.