IAV 应用 HiveMQ 与汽车数据搭建城市山洪预警系统

前言

        IAV（Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr GmbH）是一家专门为汽车行业开发创新解决方案的企业，在德国本土拥有多处研发中心，且在欧洲、亚洲、南北美洲等均设有分支机构，是汽车工程服务的领先供应商之一。

背景简介

        IAV 与 FiW（亚琛工业大学水/废水管理研究所）、EG/LV（埃姆舍尔河/利珀河的区域水务当局）合作开展了一个研发项目，以创建一个可以预测由暴雨造成城市洪水的预警系统。该项目拟使用汽车中的雨水与环境传感器的数据，来记录特定时间段内特定位置的降雨量。

技术难点

        在德国，年平均降雨量约为800升/㎡，而2017 年 6 月 29 日，在德国柏林泰格尔区，仅仅一天就达到了近 200 升/㎡的降雨量。由于强降雨造成的山洪暴发越来越频繁，严重降雨可能对城市基础设施造成大范围破坏，甚至造成居民伤亡。

        一个能够就局部暴雨事件向当局发出警告的系统往往能够将事件的影响降至最低，然而难点随之而来：强降雨往往发生在小范围内，而通常降雨预报涵盖较大的地理区域，因此异常降雨的预测具有一定的难度。

项目思路

“此次项目使用汽车中的雨量传感器来帮助向地方当局发出大雨事件的警告，之后，可以将来自汽车特定位置的雨量传感器中的数据与从当地气象站和雷达地图收集的数据相结合，实现暴雨事件位置的可视化。”

“传统的天气雷达地图可提供的分辨率只有一平方公里，而结合来自汽车数据提供的信息可以精确到平方米范围，分辨率的提高为地方当局提供了更准确的地图。”     

                                                              —— IAV 开发工程师 Sven Holzendorf

        IAV开发团队首先在本地开发机器上部署了开源的 Mosquitto MQTT 代理。然而，这只能成为一个短期解决方案，因为 Mosquitto 无法提供可靠的运行服务。经与 IT 部门协商，IAV决定使用 HiveMQ 作为其 MQTT Broker 方案。

应用成效

        此次项目已成功部署了100辆配有可访问挡风玻璃雨刮器数据的汽车，汽车上的每台设备每秒向HiveMQ Broker 传输约50条数据，之后数据将被传输到 Apache Kafka，以便与雷达地图和气象服务信息集成。最终，该项目已能够成功实现向地方当局提供有关暴雨事件的实时信息。

HiveMQ简介

        HiveMQ 是一个基于 MQTT 数据传输的通信平台，旨在将数据快速、高效、可靠地传递给连接的物联网设备，HiveMQ 使用 MQTT 协议在设备和企业平台之间进行实时、双向的数据推送。


        HiveMQ 的建立是为了解决企业在构建新的物联网应用时面临的一些关键技术挑战，包括：

  • 构建可靠、可扩展的关键业务物联网应用
  • 快速的数据交付，以满足终端用户对响应式物联网产品的期望
  • 通过有效利用硬件、网络和云资源降低运营成本
  • 将物联网数据整合到现有的企业系统中


        HiveMQ 提供免费版、专业版、企业版 MQTT Broker 产品，并提供 Kafka、企业安全及 MQTT Broker 桥接三种企业级扩展套件，HiveMQ 还提供高效的 MQTT 客户端及云平台，多方位满足用户需求。