2019年3月21日
数人头:重新审视水泵和炉灶传感器的早期研究
贡献:Evan Thomas，需求:ASME全球发展回顾
无需事件问题：ASME全球发展审查发布了2013年甜蜜传感器的早期案例研究之一。审查的传感器是一套低成本，低功耗的设备，可收集有关水泵，清洁烹饪炉灶和室内的数据。厨房里的空气质量准备好食物。Evan Thomas博士在波特兰州立大学的德满实验室，并协调了需求研究。现在需求在出版研究六年后更新，深入覆盖全球发展中最有趣的设计，工程和社会企业的表现。作为出版物的致敬以及指导全球发展领域的专家的工作，如托马斯博士，我们正在转载该网站上的需求的文章。
这个案例研究之后发生了很多事情。托马斯博士现在是博尔德科罗拉多大学摩顿森全球工程中心的负责人。他和他的团队已经发表了几十篇关于他们的传感器和相关研究的论文。
托马斯博士说:“我们现在已经走得更远了。”他为感兴趣的人提供了以下出版物清单。以下是迪蒙德的案例研究。
- 在东非裂谷长期干旱的地下水需求增加那科学总环境, 2019年
- 集成机器学习和预测可以实现99%的正常运行时间农村手泵那普罗斯一体,2017年
- 超越破碎的泵和承诺：重新思考意图和环境健康的影响那能源研究与社会科学杂志,2017年
- 衡量卫生和卫生目标的进展爱游戏ayx独赢那锡兰,2018年
- 与环境健康干预措施电子监测相关的行为反应性 - 与水过滤器和炊具的集群随机试验，“环境科学与技术，2016年
- 卫生检查作为农村饮用水粪便污染风险评估工具的有效性：西孟加拉邦印度数据综述那美国热带医学和卫生杂志,2017年。
- 评估蜂窝仪器在农村手摇泵以改善服务提供-在卢旺达农村的纵向队列研究，“环境科学与技术那2015年
- 波特兰州立大学：GSM的传感器，用于监测Handpumps以改善卢旺达的水服务那GSMA,2016年
- 探讨原位和遥感技术监测水和卫生干预措施爱游戏ayx独赢那水,2018年
- 洗涤冲击措施的创新 - 水和卫生测量技术和实践，以通知可持续发展目标爱游戏ayx独赢，世界银行，2018年
- 实时监测改善埃塞俄比亚低地的水服务，USAID低地洗涤活动和USAID可持续洗涤系统学习合作伙伴简报，2018
在雅加达计数头
实地调查是评估开发项目成功与否的长期工具，但它可能容易产生偏见。使用专门安装的远程监测传感器可以成为收集更多数据的工具吗?
2010年，色彩鲜艳的厕所开始出现在印度尼西亚雅加达及其周边地区。这些厕所可能是全球救援和发展机构美慈组织(Mercy Corps)最近在该地区开展水、环境卫生和个人卫生项目的最明显迹象。爱游戏ayx独赢在雅加达，和世界上的很多地方一样，清洁的水是一种奢侈品，其1000万居民中有许多人没有水。因此，腹泻是大雅加达地区儿童营养不良和死亡的主要原因。显然，获得健康的供水和卫生服务是预防腹泻和其他疾病的关键一步。爱游戏ayx独赢
来自Mercy Corps的一个程序，称为RW Siaga Plus +，在大雅加达的许多网站上安装了Latrines和洗手站。它还包括广泛的行为 - 更改运动，以鼓励使用厕所并改善洗手措施。倡议，正如我们稍后会讨论的那样，在几个前沿证明是非常成功的。RW SIAGA PLUS +于现行的卫生署，RW SIAGA统一组成，该计划是一个全面的社区卫生计划，专注于开发社区的能力，以防止和应对健康问题，灾害和紧急情况。RW SIAGA PLUS +旨在将水资源和卫生基础设施的进入该基础设施融入了这一基础计划。爱游戏ayx独赢
该计划还旨在朝着其中一个努力印度尼西亚的慈悲军团一家关键目标：通过增加进入清洁水供应和改进的卫生，在贫困城市定居点中创造健康的身体。爱游戏ayx独赢目的是通过降低通过改善的水和卫生条件以及卫生和营养行为来降低五岁以下社区内的营养不良的发病率，特别是五岁以下的儿童。爱游戏ayx独赢
关于RW Siaga Plus+有效性的两项研究纳入了两套实地数据:传统的调查密集型评估方法——包括项目工作人员在监测和评估过程中进行的住户调查——以及使用特殊的低成本、低功率传感器进行的远程监测。
传统的评估方法有时高估了采用率。
传感器与传统家庭调查和定性方法的调查结果一起使用是一种新问题的新方法。到目前为止，像Mercy Corps这样的组织通过依靠社区成员的直接反馈来大大程度地衡量了计划的成功。但是，这种传统的评估方法有时可能估计由于各种因素，其中受访者选择性地忘记的趋势，希望有所帮助;现场员工报告的可能性“代表受访者”;受访者疲劳;并且未能在分析阶段包括调查问题，这反过来是至关重要的。这种现象几乎没有新的。它已在许多情况下证明，包括测定观察结果和自我报告的储存，洗手和排便实践之间的不良相关性。
考虑到这一点，该团队列出了传感器是否可以确定调查结果是否反映了RW SIAGA PLUS +计划的实际采用行为率。我们的目标是评估仪表监控是否可以收集采用行为的数据，并将其与定性工具和家庭调查进行比较。通过使用这些传感器，可以廉价地记录并分析实时数据，以研究手头干预中的接受者行为。来自传感器的数据也可以与其他数据源结合使用，以了解可能影响所讨论的系统质量的程序化，社会，经济和季节性变化。
此外，行为模式，例如系统如何使用和何时使用，可以通过分析将用户行为集成到系统的设计和修改中来帮助开发一个可持续的系统。
与基于波特兰的合作史蒂文斯水监测公司， 这可持续水，能源和环境技术实验室在波特兰州立大学开发出两种类型的低功耗，低成本，用户友好的硬件仪器，以衡量程序的水和卫生设施的实际使用（以及涉及海地烹饪灶具的另一个Mercy Corps Helmed程序）。爱游戏ayx独赢
遥感监测
由波特兰州立的SWEETLab开发的传感技术(由合著者监督Evan Thomas.)SweetSense.．该实验室正在与各种合作伙伴合作，在不同的场景中实现传感器，以评估它们的潜在应用。
人们相信，SWEETSense技术有潜力提供有关各种部门和社区项目使用和性能的客观、定量和连续的操作数据。
在所有情况下，SweetSense硬件平台将商业上可获得的前端传感器结合起来，选择用于水处理，烹饪灶，卫生和基础设施以及其他应用的比较电路板，以相当高的速率对这些传感器进行采样。爱游戏ayx独赢比较器板监控用于启动和结束定期本地数据记录的触发阈值事件的传感器。比较器经常对传感器进行采样，输出被馈送到低功耗微型计算机芯片中，其中记录了参数变化的相对时间。记录继续，直到参数返回到预定基线。存储事件被编码以减少数据量，从而减少传输所需的能量。板载SD卡允许本地备份记录，以及当禁用手机塔或超出范围时的日志记录。
当应用于水流量测量时，换能器比较器检查报告的水压数据并等待变化，表明，也许是龙头已经打开。当观察到水压突然下降时，系统开始记录压力读数，直到用户关闭水龙头。关闭水龙头将导致所谓的水锤效应，导致尖峰读数。该压力尖峰是一种停止数据记录并返回低功耗采样的信号。两个压力传感器或单个差压换能器，横跨孔口或管道直径差允许差分压力读数与体积流量的相关性。
比较板至少每天一次将记录的数据事件转发到另一个母板，或通过蜂窝网络或WiFi直接发送到互联网。数据处理是通过一个基于互联网的软件程序实现的，主要的算法存储在软件程序中。基于互联网的程序还包含手动和自动更新的校准文件，定期并自动中继回本地传感器板。
数据与SweetData.，托管在Amazon Elastic Compute Cloud上的在线数据库。首先，传感器板在可重新配置时段提供数据。然后，基于Internet的协议将原始数据处理成摘要统计信息，并将这些结果与数据库聚合到向前最终用户汇总数据上的使用和每个传感器的使用和操作的性能以及监控的技术。
最常用的数据采集系统需要多个组件，包括传感器、微处理器、记录器、无线电、天线和电源，这些组件被单独包装和销售，因此增加了成本、复杂性和功耗。此外，许多现有系统需要专门的软件来收集和分析数据。
相比之下，SweetSense硬件平台的架构成本显着降低，最终用户比类似功能的离上组件的集合更低。该平台完全集成，包括前端传感器，加工硬件，无线电和电源。它旨在最大限度地提高数据的价值并最大限度地减少功耗;实际上，高分辨率数据记录由Common AA电池供电。
监测项目RW Siaga Plus+于2009年9月至2011年9月在16个贫困城市社区实施Rukun Warga.在印度尼西亚语-在Duri Utara, Duri Kosamb和Bekasi kelurahan或在西雅加达的街道和在Bekasi市的Margahayu街道。
在开始这个为期两年的项目之前，美慈预计:
- 1,400户（约有7,000人）可以访问和使用改进的卫生设施。爱游戏ayx独赢
- 30000户家庭可以进入安全水。
- 30000年护理人五岁以下的儿童会采取适当的卫生和营养行为。
- 所有有针对性的社区对RW SIAGA +计划的至少一个组成部分负责 - 例如定期清洁和维护设施和社区健康促进 - 在RW SIAGA Plus +的第二年期间，为准备在完成后复制该计划的模型。
在RW Siaga Plus+项目结束时，美慈组织利用具有统计意义的家庭调查样本、焦点小组讨论和访谈进行了公共卫生评估，以确定该项目在实现行为改变和实现总体目标方面的有效性。他们发现，自我报告的一些行为改变的依从性很高。但是传统的调查方法有时会有数据偏差，美慈组织让我们看看传感器是否可以用来收集对卫生实践的长期定量分析。爱游戏ayx独赢
2012年9月，在该计划的官方关闭官方关闭后的一年内，在该研究中的16个邻域中安装了四个地点的四个位置。流量计安装在管道上，这些管道提供从升高的坦克到手动洗涤站和厕所桶填充水龙头的水。厕所监视器与流量计和监控的门开口和监控的门开口和闭合，以及在四个可用档位中的一个中的运动。每个传感器都与其他传感器无关。
所有数据分析都在线进行，每个传感器都使用验证的分析算法独立分析数据。流量计校准到安装位置的压力。否则，以相同的方式分析相同类型的所有传感器。这些算法生成日期和时间戳的事件表。
将这种数据收集与传统的评估方法结合起来，打开我们更深入地了解有效的内容。
所有八个传感器——四个站点每个站点两个——连续运行了至少四个月。然而，传感器电池以不同的速度消耗，其他因素，如湿度或蜂窝网络连接，导致报告的数据天数不同。在分析期间，通过只考虑数据报告期间的平均使用计算，补偿了这些差异。因此，虽然一个传感器可能报告了100天的数据，另一个传感器可能报告了150天的数据，但每个传感器在其自己的报告周期内取平均值，产生的结果可以直接进行比较。
为了比较收集传感器数据的公共卫生监测和评估调查数据，分析考虑了四个地区中的每一个的目标家庭受益人，除以网站数量，然后乘以四个，平均家庭规模雅加达在每个网站上获得平均目标人口。对于Latrine Monitor，这进一步减少了3/4，以考虑传感器监控四个档位中的一个。通过进入厕所建筑物的第一个摊位被解释为，假设这将是最易于贩运的摊位。然后，分析假设每次使用都代表了目标群体中的独特个体。
更重要的是，流量计没有区分安装在厕所内的水龙头，用于冲洗与外面的外面洗手和其他用途。这种可能偏向的结果表明比实际发生在地面上的更大的洗手遵从性。
实地调查与监测数据
RW Siaga Plus+项目在2010年1月和2月对460户家庭进行了基线调查，在2011年1月进行了中期评估，并在2011年5月至9月期间对500户家庭进行了终末调查。最终评估于2011年9月6日至16日在雅加达和贝卡西进行，收集了实施该方案的所有四个分区的数据。最终评估的目的是评估整个RW Siaga Plus+项目的结果和对社区的影响，并记录从项目干预中吸取的教训。爱游戏下载
在将基线与终点数据进行比较时，该程序似乎对关键目标指标的16个社区的不断变化的行为产生了重大影响。在临界时期的手工洗涤增加了6,367％的成年人和556％的孩子。其他调查结果表明，报告的儿童开放排放减少了37％，据报道，0至5岁儿童的腹泻的发病率也下降了35％。值得注意的是，所有这些都是代表自己或其孩子的调查受访者的自我报告行为。所有与行为相关的问题都被要求作为开放式问题，有一些问题允许多个响应。
2013年3月，四个地点的SweetSense仪器的厕所和水使用数据分析。我们发现位点之间存在高度的变化。此外，在使用的服务类型上存在与站点的明显差异。
比较厕所使用情况(左图)和使用后的水使用情况(右图)
例如，Pekojan的厕所使用率明显高于其他地点，而Bekasi的用水量明显高于其他地点。这里要注意的一件事是Bekasi网站一年以上安装在其他网站和少位于人口稠密区更大的雅加达,所以这是可能的,尽管不是可证明的在这一点上,是美慈组织更有效地鼓励洗手依从性在比其它网站。
在将家庭调查数据与传感器监控的比较方面，不可能进行精确的比较，尽管我们可以使用可用数据计算粗略近似。我们可以比较Latrine摊位的运动检测数据，以进行厕所使用的调查结果，并在厕所使用后通过传感器监测获得厕所使用后的实际用水量进行比较。一般来说，我们发现传感器分析表明，厕所的使用显着较少，并且在轧林使用后的洗手用水量较低，而不是终点调查报告。举一个例子，虽然终点调查发现，60.3％的护理人员使用厕所后洗手，但在使用厕所后，检测到的传感器数据的分析，然后用水在0到40％之间的时间。
调查数据发现，使用公共厕所的比例在0 - 35%之间，据报道，使用美慈组织建造的公共厕所的比例在0 - 15%之间。从传感器中也发现了类似的数据，大约2%到25%的目标人群使用了美慈建造的公共厕所，比调查中报告的要高。其中0 - 40%的人似乎在使用厕所后洗手，从洗手水龙头的使用情况可以看出来——明显少于最后报告的数量。然而，传感器只关注被监测的厕所的行为，不知道这是否代表了在使用其他类型的厕所后的洗手习惯，而最后的调查关注了所有家庭的洗手习惯。
传感器分析显示出厕所的使用明显较少，而且除了用户调查中报告的内容，手工用水量较少使用
这一信息本身在规划评估中很有价值，因为水和卫生规划以及相关的行为改变信息干预措施的长期有效性往往是未知的。爱游戏ayx独赢将这种数据收集与传统的评估方法相结合，为我们提供了许多可能性，并加深了对什么起作用的理解。剩下的问题是，在这些厕所的行为是整体实践的一个指标，还是有什么不同?——这不是一个传感器就能解决的问题。然而，一项有效的行为改变研究或评估策略将显示行为是否被一致采用，无论厕所使用的类型和位置。
持续变化的
我们还认识到，维持长期行为变化是不确定的。RW SIAGA PLUS +计划中采用的方法对于提高所需行为的认识，以及提高行为的立即变化是有效的。然而，研究表明，如果要长期持续变化，那么阳性行为的加强是至关重要的，特别是对于预防腹泻发生率的洗手行为。尽管如此，该计划强调基础设施，支持积极行为，如洗手站和社区厕所的可用性，增加可持续性的可能性，特别是降低开放排放和改进的厕所的使用。
来自传感器的数据可能有多种应用。可以对这些数据进行分析，并与二手数据源(如社会调查、财务、商品价格、降雨、学校和医疗保健设施出勤率或工作时间表)进行比较，以更好地了解用户行为。还可以对实施战略进行其他比较，如特殊教育材料或使用社区卫生工作者传播技术。与传统的调查方法相比，结果也可以更频繁地监测，允许对项目干预进行更多的调整。有了这些数据，可以更有效地设计系统和实现策略，以满足用户的需求和愿望。
仪器监测系统可能是改进数据收集的有效方法，从而可以在全球健康计划中程序质量和影响。与其他开发组织一样，慈悲军团在水和卫生基础设施和行为变更方面投资了大量资源。爱游戏ayx独赢它还投资监测和评估员工时间，尽管仍然知道调查数据可以偏向表现出成功，并且大多数往往依赖于自我报告的数据。通过将仪器结合到远程数据访问，程序可以通过时间监控结果，而不是依赖于隔离的调查响应，更直接测量行为并减少自我报告偏差。考虑到传感器技术的可用性，这可以以显着降低的每个样本成本完成。
远程传感器可以捕获使用数据，但他们并没有讲述整个故事。与其他信息来源以及定性数据来说，这也很重要，也可以更好地了解与这些实践相关的行为和态度。
但是，使用远程监控传感器与传统的监控和评估方法相结合，可以努力改善长期的整体编程。在整个干预期间和超越方案结束时结合两种方法可能会有助于更加了解项目的有效性，并确保不仅满足有针对性的计划指标，而是最终结果 - 丰富的清洁水，改善卫生，减少传染病率和营养不良，特别是在幼儿 - 是持续的。
本案例研究由波特兰州立大学SWEETLab助理教授兼主任埃文·托马斯(Evan Thomas)和国际WASH顾问凯·马特森(Kay Mattson)撰写。它最初以“数人头”的标题出版于2013年秋季的第一期。
