Contexte
Au cours des dix dernières années, les dommages causés par les intempéries et les phénomènes naturels ont coûté 27 milliards de couronnes norvégiennes. Certains de ces dommages pourraient être évités grâce à un système d'alerte et à une action rapide des municipalités. La Direction norvégienne des ressources en eau et de l'énergie (NVE) a mis en place des alertes aux inondations, mais uniquement pour les grandes rivières.
L'affaire
La rivière Leira à Lillestrøm est souvent en crue et n'est pas couverte par le système d'alerte précoce de NVE. Ces inondations nécessitent une réponse afin d'éviter des dommages ou, dans certains cas, des pertes de vies humaines. Si elle était avertie, la ville de Lillestrøm serait en mesure de réduire le personnel en service et de planifier la fermeture des ponts menant aux hôpitaux et entre les communautés résidentielles.
L'objectif
En prévoyant le niveau de la rivière en cas de crue, nous pourrions prévoir quand une intervention est nécessaire. Cela permettrait à Lillestrøm d'économiser de l'argent et aiderait les habitants et les ambulances à contourner les ponts fermés. L'objectif est de disposer d'une prévision précise sur 12 heures, afin que les équipes d'intervention puissent voir comment le niveau de la rivière évoluera et avoir le temps de planifier une intervention optimale.
Ce que fait InfoTiles
L'année dernière, nous avons collaboré avec la municipalité de Lillestrøm en ce qui concerne la rivière Leira, qui est souvent confrontée à des problèmes liés à des niveaux d'eau élevés et qui ne reçoit pas de notification de la part de NVE. Lors des inondations, les planificateurs doivent réagir rapidement et correctement afin d'éviter des dommages matériels importants et des pertes humaines. Grâce à l'alerte précoce, Lillestrøm peut réduire le personnel de sécurité et avertir les hôpitaux et les habitants des ponts potentiellement fermés.
Les données que nous collectons
Nous collectons d'énormes quantités de données provenant de capteurs, de systèmes d'exploitation et de contrôle (SCADA), de données ouvertes de met.no et de NVE et nous connectons le tout avec #machine-learning. La solution d'alerte aux inondations est désormais opérationnelle pour Asgeir et l'équipe de Lillestrøm. Un service commun que les villes et les municipalités peuvent utiliser dès maintenant en Norvège et ailleurs. L'intérêt d'une solution commune est qu'il n'est pas nécessaire de partir de zéro. Vous pouvez utiliser les données anonymes et les expériences d'autres rivières où la solution existe déjà. Tout le monde y gagne, cela permet d'économiser des ressources et de redonner du temps aux premiers intervenants.
Méthode et analyse
Nous avons évalué des modèles de mémoire à long terme (LSTM), mais nous les avons trouvés peu performants pour cette application particulière. Nous avons décidé d'utiliser un réseau neuronal convolutif (CNN) dans une architecture de type Resnet pour prévoir le niveau des rivières. Resnet signifie que le modèle n'a qu'à estimer le changement. Pour entraîner le CNN, nous avons utilisé les données collectées entre novembre 2020 et juillet 2021. Nous avons divisé les données pour permettre l'entraînement et le test et nous avons pris des mesures pour éviter l'ajustement excessif, qui a été un problème initial.
Quelle est la précision de notre apprentissage automatique ?
Les résultats sont bons et l'erreur absolue moyenne est de 5 cm. Actuellement, le modèle est moins fiable lorsque la rivière est à un niveau d'eau bas constant, mais cela ne présente pas d'intérêt direct car il n'y a pas d'inondation à des niveaux bas. Néanmoins, même si ce n'est pas crucial, nous améliorons le modèle pour qu'il soit précis à tous les niveaux.
Ce que disent nos clients
"Nous avons activement utilisé la solution pendant la crise. Il était précieux de pouvoir suivre la situation en temps réel au fur et à mesure qu'elle se développait à Leirsund, et à plusieurs endroits en amont."
- Asgeir Hagen, chef de section, bases de données et gestion des processus, eau et environnement aquatique, Lillestrøm Kommune
Faits concernant les inondations dans le monde
- Aucune autre catastrophe naturelle en Amérique n'a causé autant de morts et de destructions que les inondations.
- Les inondations causent chaque année plus de 40 milliards de dollars de dégâts dans le monde.
- Il existe peu d'endroits sur terre où les inondations ne sont pas un problème
Faits concernant les inondations en Norvège
- La sécurisation des bâtiments contre les inondations et les glissements de terrain coûtera 85 milliards de couronnes norvégiennes.
- Selon NVE, 210 000 bâtiments en Norvège ont besoin d'être protégés contre les inondations et les glissements de terrain.
- Le printemps est la saison la plus propice aux inondations dans l'est de la Norvège
- Les inondations sont principalement dues à la fonte des neiges et à des pluies extrêmes.
Ressources