Creating an open and secure IoT infrastructure for monitoring and preventing emergencies in landlocked mountainous countries: the case of Kyrgyzstan

The Kyrgyz Republic is experiencing an unprecedented number of natural disasters of significant magnitude. Neither the population nor the relevant governmental agencies are prepared for such escalation of emergencies. Urgent measures are necessary to adapt to the new reality, forecast potential risks and prepare for them in advance.

Due to the geographic location (landlocked with extreme continental climate) and topology (93% mountainous) of the Kyrgyz Republic, the risk of mudslides and floods is very high. Many rivers that have their sources in the country provide water to the entire Central Asia region. In Kyrgyzstan itself, there are over 2,000 mountain lakes, out of which 320 pose a risk of emergency situations. The breakthrough of high-mountain lakes can strike a massive blow across Central Asia.

The country has experienced mudflows in many places. Practically on a weekly basis there are incidents associated with mudflows and floods, which accounts for up to one third of all emergencies. Settlements, roads, farmland, irrigation facilities and other infrastructure are affected leading to loss of lives and inflicting colossal economic damages. The implementation of preventiveu and mitigation measures is hindered by the lack of communication infrastructure in remote areas.

According to the World Bank experts, the climate crisis has a major impact on Central Asia. The region is warming faster than the global average. Thus the mountainous areas of Central Asia, which are often referred to as the Third Pole, are experiencing a growing number of natural disasters. The countries are in need of improving disaster prevention and mitigation capabilities from the emergencies such as landslides, floods, and other sediment-related disasters.

The Ministry of Emergency Situations (MES) of the Kyrgyz Republic has given priority to the implementation of modern technologies to conduct research on forecasting these events by deploying a number of sensors capable of detecting mudslides, precipitation, water level and flow and transmitting the gathered data to a central repository in which they can be leveraged to implement effective mitigation efforts.

The communications requirements of environmental sensors are not well served by traditional telecommunication services providers, which target high throughput thus limiting the range. LoRa reaches long distances by limiting the throughput with the use of a robust spread spectrum technology supporting end to end encryption, and is therefore well suited for this task.

An IoT network in the Kyrgyz Republic has to overcome the challenges of a very rough environment, lack of electrical grid coverage and limited equipment availability. Similar situations have been found in other countries.

In traditional deployments openness and security are perceived to be orthogonal. This limits the scalability and hinders the acceptance by the authorities. The goal of the project is to demonstrate that a useful, scalable and reliable IoT application based on LoRaWAN technology can be built on an open and secure network.

Key project partners:

  • The Internet Society Kyrgyz Chapter, https://isoc.kg
  • The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, https://www.ictp.it/
  • Central-Asian Institute for Applied Geosciences (CAIAG), https://caiag.kg/en/

The research project is funded by the ISOC Foundation Research Grants Project: https://www.isocfoundation.org/grant-programme/research-grant-programme/

Meet the Team

Ermanno Pietrosemoli
Ermanno Pietrosemoli - Researcher
Marco Zennaro - Researcher
Aziz Soltobaev
Aziz Soltobaev - Project Manager and Researcher
Talant Sultanov
Talant Sultanov - Chair of the ISOC Kyrgyz Chapter - Researcher

Current Project News

Partnering with Ilbirs Foundation

On August 11, 2023, ISOC Kyrgyzstan Chapter – Aziz Soltobaev and Talant Sultanov – teamed up with representatives from the Ilbirs Foundation and SMART consultant

Lorawan IoT Dashboard

LoraWan IoT Data Dashboard

The team created beta version of the dashboard visualization of the project data collected from pilot locations. The dashboard represents visualization of the following data:

ISOC Кыргыз бөлүмү жана Суу проблемалары институту бийик тоолуу мөңгүлөрдүн көлдөрүнө мониторинг жүргүзүү үчүн кызматташат

2023-жылдын 19-майында Интернет Коомунун (ISOC) Кыргыз бөлүмү Кыргыз Республикасынын Илимдер академиясына караштуу Суу проблемалары институту менен чечүүчү жыйын өткөрдү. Талкуу бийик тоолуу мөңгү көлдөрүнүн мониторингинин

Байтик жана Ала-Арча гидропостунда Лораван менен иштөөчү метеостанцияларды орнотуу

ISOC Кыргыз бөлүмү, Абдус Салам Эл аралык теориялык физика борбору (ICTP) жана Борбордук Азия прикладдык геоилимдер институту (CAIAG) жетектеген Кыргызстанда табигый кырсыктарга жооп берүү жана

ICTP презентацияда Климаттын өзгөрүшүнө мониторинг жүргүзүү үчүн Лораван технологиясын изилдейт

2023-жылдын 24-апрелинде Борбордук Азия прикладдык геоилимдер институтунун (CAIAG) имаратында негизги тегерек үстөл талкуусу болуп өттү. Тегерек столду Абдус Салам Эл аралык теориялык физика борборунун (ICTP)

ӨКМге караштуу Мониторинг жана прогноз департаменти менен жолугушуу

Кырсыктарга мониторинг жүргүзүү жана климаттын өзгөрүшүнө жооп кайтаруу тармагында инновациялык маалыматтык-коммуникациялык технологияларды киргизүү барган сайын чоң жетишкендик катары каралууда. Дал ушул контекстте 2022-жылдын 27-декабрында Интернет

Санариптик секирик: LoRaWAN жана Кыргызстандагы климаттын өзгөрүшүн жумшартуу

Элестетиңиз, сиз Аскар сыяктуу алма дыйкансыз, Кыргызстандын кооз жерлеринде жашап жатасыз. Жыл сайын түшүмүңүздү жыйноо үчүн климаттык шарттарды күтөсүз. Бирок акыркы жылдары аба ырайынын күтүлбөгөн

«Климаттын өзгөрүшүнө жана табигый кырсыктарга мониторинг жүргүзүүдө жана болжолдоодо инновациялык технологияларды колдонуу» форумунун пост-релизи.

Форум климаттын өзгөрүшүнө мониторинг жүргүзүү жана кырсыктардын кесепеттерин азайтуу үчүн инновациялык технологияларды изилдейт Бишкек, 2022-жылдын 12-декабрында – Климаттык кырсыктардан адамдардын өмүрүн жана мүлкүн коргоонун кечиктирилгис