Hundratals sensorer utplacerade över Newcastle och Gateshead ger oss en digital bild av interaktionerna i våra städer och den påverkan klimatförändringarna kan ha på dem.

Samlar över en halv miljard datapunkter hittills, Newcastle Universitys Urban Observatory börjar nu belysa hur olika system interagerar i vår stad och ger en grundlinje mot vilken framtida städer kan utvecklas och hanteras.

Samla in data om allt från energianvändning, regn och översvämningar till luftföroreningar, trafik och till och med tweets, målet är att uppgifterna ska användas av planeringsmyndigheter, infrastrukturoperatörer, räddningstjänster och samhällsgrupper för att hjälpa dem att fatta bättre informerade beslut om hur förhållandena i staden kan påverka dem.

Storbritanniens största uppsättning realtid, stadsdata

Finansierat av Newcastle University och UKCRIC - UK Collaboratorium for Research on Infrastructure and Cities - som övervakas och finansieras av Engineering and Physical Sciences Research Council, Urban Observatory är baserat i Newcastle Universitys nyöppnade Urban Sciences Building on Science Central.

"År 2050, cirka 70 procent av världens befolkning kommer att bo i städer, men det är så mycket vi inte helt förstår - varför fungerar vissa saker vi gör i städer medan andra misslyckas? "säger professor Richard Dawson, som leder Newcastle UKCRIC -programmet.

"Genom att sammanställa observationer och jämföra data, för första gången kan vi nu fatta mer välgrundade beslut om utformningen av vår infrastruktur och städer för att fungera bättre för människor och miljö. "

Bevisbaserade beslut

Skapa ett stadsövergripande nätverk av sensorer, huvudmålet är att fånga de komplexa inbördes relationerna och interaktionerna mellan byggnader och infrastruktur, människor och den naturliga miljön.

Täcker både i stadens centrum och förorterna, sensornätverket innehåller 100 sensorer i det nya Sustainable Urban Drainage Lab (SUD) på Science Central, en särskild anläggning som kommer att bedriva forskning om översvämning i stadsområden för att utveckla och testa nya metoder för att hantera effekterna av extrema väderhändelser, till exempel översvämningarna av Thunder Thursday 2012.

Mer än 1, 000 sensorer är också inbäddade i Urban Sciences Building - universitetets "byggnad som ett laboratorium" och det centrala navet för Urban Observatory. Anslutande väggar, fönster och beslag, dessa sensorer mäter allt som kommer in i byggnaden och allt som lämnar den, hjälpa forskare att designa mer effektivt, hållbara och motståndskraftiga byggnader för framtiden.

Phil James, som leder med Urban Observatory-forskningen, förklarar:

"Städer är komplexa miljöer och om vi vill utveckla dem på ett hållbart sätt måste vi förstå hur allt interagerar.

"Till exempel, när det regnar kraftigt kommer fler in i sina bilar och trafiken går långsammare vilket ökar luftföroreningarna. På samma gång, avloppen fyller och översvämmar vissa delar av staden för att stoppa trafiken, påverkar ytterligare luftföroreningar, men påverkar också energi- och kommunikationsnätverk, på räddningstjänsten och så vidare. Det är som en ringvirkning både geografiskt och även över infrastrukturer och tjänster.

"Om vi ​​försöker lösa ett problem isolerat - som översvämningar - då vet vi inte vilken inverkan det kommer att få på allt annat.

"Så för att kunna informera, bevisbaserade beslut om framtida utveckling och förvaltning av våra städer behöver vi en baslinje att arbeta utifrån och det är vad vi gör för första gången här i Newcastle genom Urban Observatory. "

Att ta itu med de stora utmaningarna

UKCRIC är ett nätverk av 14 universitet och partnerorganisationer som arbetar tillsammans för att bättre förstå och hantera de utmaningar som står inför de viktiga nätverk och tjänster som våra städer är beroende av.

Vid Newcastle University, projektet på 12 miljoner pund kommer också att omfatta en forskningsanläggning för påfyllning av elbilar vid Science Central. Detta är en av Storbritanniens första snabbladdningsstationer för elbilar som gör att bilar kan laddas om på så lite som 20 minuter. Detta kommer att kopplas till Energy Storage Test Bed och Smart Grid -laboratoriet vid universitetets £ 20m National Center for Energy Systems Integration (CESI) för att hantera de tekniska utmaningarna med att integrera energi- och transportsystem i städer.

Urban Sciences Building är ett ”levande labb” på £ 58 miljoner och ett exempel på hållbar stadsarkitektur. Baserat på Science Central, Det är också det nya hemmet för University's School of Computing och öppnar sina dörrar för studenter för första gången denna månad.

Demonstrera världsledande forskning och innovation i en verklig miljö, Science Central är en fullskalig, stadskärna demonstrerar hur vi kan integrera infrastrukturer - vatten, energi, transport, klimatanpassning och digital teknik - för att skapa framtidens smarta och hållbara stad.

Utvecklingen är ett partnerskap mellan Newcastle University, Newcastle stadsfullmäktige och juridisk och allmän huvudstad.

Analysera några av de första data som samlats in via Urban Observatory, Newcastle -laget har visat att halterna av NO2/NO i Newcastle centrum överskred det årliga genomsnittliga regeringsmålet i genomsnitt 18 timmar om dagen, varje dag, hela juli 2017.

Med hjälp av data tagna från sensorn högst upp på Northumberland Street och kartläggning av dag för dag -data för juli, laget kunde också identifiera avvikelser.

"Den första söndagen i månaden ser vi en minskning av NO2 till nästan noll, säger Phil James.

"Detta sammanfaller med HSBC British Cycling City Ride som stängde fem mil väg i stadens centrum för bilar.

"Det kommer inte som en överraskning för någon att om du håller bilarna utanför staden sjunker luftföroreningarna men med Urban Observatory kan vi bevisa det och jämföra detta tillsammans med andra data för att se vad ringvirkningen har i systemet har varit."