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

Семинар по коммуникации в экстремальных условиях для науки и устойчивого развития

В ноябре 2023 года нам выпала честь принять участие в семинаре «Коммуникации в экстремальных условиях для науки и устойчивого развития», проходившем в Триесте, Италия. Семинар был организован нашей партнерской организацией — Международным центром теоретической физики

Устройства Интернета вещей с поддержкой LoRa помогут повысить готовность сообществ на стихийные бедствия в Кыргызстане

Исследовательская группа ISOC получила дополнительные устройства с поддержкой Lora, призванные помочь сельским общинам и фермерам, проживающим вблизи оползней, улучшить благосостояние. В начале сентября Кыргызское Отделение Интернет общества получило запрос от Министерства по чрезвычайным ситуациям на

Завершены монтажные работы на пилотной площадке озера Адыгене

Анализ монтажных работ, проведенных в августе, и отзывы монтажной бригады показали, что предложенная схема расположения и структура не устойчива к погодным условиям на высоте 3600м. На основе консультаций со специалистами ЦАИИЗ, Института водных проблем и

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 Michael Hotte for a crucial meeting about protecting nature and

Поход на высокогорное озеро Адыгене

21 июля исследовательская группа ISOC отправилась в экспедицию к ледниковому озеру Адыгене, стратегически расположенному в 60 км к юго-юго-западу от Бишкека. Это высокогорное ледниковое озеро, расположенное на высоте 3600 м в верховьях долины реки Адыгене,

Обеспечиваем регулярное техобслуживание LoRaWan сети и сенсоров

Команда Кыргызского отделения Айсок активно проводит плановые посещения пилотных объектов по техническому обслуживанию. С момента первоначальной установки датчиков с поддержкой LoRa некоторые устройства потребовали дополнительного внимания на месте для обеспечения оптимальной производительности. В некоторых случаях

Lorawan IoT Dashboard

Панель данных LoraWan IoT Кыргызстан

Команда создала бета-версию информационной панели для визуализации данных проекта, собранных из пилотных локаций. Текущие пилотные локации включают в себя: оползень Татыр, гидропост Ала-Арча, метеостанция Байтик, Кыз-куйоо и Кок-Мойнок в Боомском ущелье. Приборная панель (dashboard) представляет

Кыргызское отделение ISOC и Институт водных проблем сотрудничают в области мониторинга высокогорных ледниковых озер

19 мая 2023 года Кыргызское отделение Интернет-общества (ISOC) провело встречу с Институтом водных проблем Академии наук Кыргызской Республики. Обсуждение вращалось вокруг текущего состояния мониторинга высокогорных ледниковых озер, потенциальных преимуществ проекта ISOC для кыргызских ученых и

Установка Lorawan метеостанций и сенсоров мониторинга природных явлений в Боомском ущелье

Команда Кыргызского отделения ISOC в ответ на запрос Министерства чрезвычайных ситуаций добилась важного прогресса в смягчении последствий стихийных бедствий и управлении ими. С 7 по 17 мая 2023 года команда установила две метеостанции с поддержкой

Tatyr Landslide monitoring sensors

Датчики и Lorawan технологии для мониторинга оползня Татыр

27 апреля 2023 года группа, состоящая из представителей кыргызского отделения Айсок, МЦТФ и ЦАИИЗ, успешно установила и запустила датчики с поддержкой Lorawan на оползне Татыр. Татырский оползень географически расположен в 30-40 км к югу от

Форум по IoT для изменения климата и управления стихийными бедствиями

25 апреля 2023 года Кыргызское отделение Интернет Общества успешно провело форум «Применение инновационных технологий в мониторинге и прогнозировании изменения климата и стихийных бедствий» в Центрально-Азиатском институте прикладных наук о Земле (ЦАИИЗ). Форум, организованный благодаря исследовательскому

установка метеостанций с поддержкой Lorawan на гидропостах Байтик и Ала-Арча

Значительный прогресс был достигнут в области реагирования на стихийные бедствия и исследования климата в Кыргызстане под руководством кыргызского отделения ISOC, Международного центра теоретической физики им. Абдуса Салама (МЦТФ) и Центрально-Азиатского института прикладных наук о Земле

ICTP исследует технологию Lorawan для мониторинга изменения климата в презентации

24 апреля 2023 г. на базе Центрально-Азиатского института прикладных наук о Земле (ЦАИИЗ), международно признанного центра геолого-геофизических исследований, состоялся конструктивный круглый стол. Круглый стол возглавляла команда Международного центра теоретической физики им. Абдуса Салама (ICTP), которая

Lorawan meteo station Barani Kyrgyzstan

Айсок Кыргызстан демонстрирует преимущества Lorawan для мониторинга изменения климата

6-10 апреля 2023 года исследовательская команда кыргызского отделения Интернет Общества провела демонстрацию автоматических метеорологических станций и других датчиков с поддержкой lorawan для ключевых партнеров проекта. Команда посетила различных партнеров, где они тщательно распаковали все датчики

Встреча с отделом мониторинга и прогнозирования МЧС

В области мониторинга стихийных бедствий и реагирования на изменение климата внедрение инновационных информационных и коммуникационных технологий все чаще рассматривается как важное достижение. Именно в этом контексте 27 декабря 2022 года состоялась последующая встреча между Исследовательской

Цифровой скачок: LoRaWAN и смягчение последствий изменения климата в Кыргызстане

Представьте, что вы выращиваете яблоки, как Аскар, и живете среди живописных пейзажей Кыргызстана. Каждый год вы ждете в ожидании подходящих климатических условий для сбора урожая. Но в последние годы непредсказуемые погодные условия и стихийные бедствия,

Форум исследует инновационные технологии для мониторинга изменения климата и смягчения последствий стихийных бедствий

Форум исследует инновационные технологии для мониторинга изменения климата и смягчения последствий стихийных бедствий Бишкек, 12 декабря 2022 г. – В связи с острой необходимостью защиты жизни и имущества от климатических бедствий в г.Бишкек успешно прошел

Пост-релиз Форума «Применение инновационных технологий в мониторинге и прогнозировании изменения климата и стихийных бедствий»

Форум исследует инновационные технологии для мониторинга изменения климата и смягчения последствий стихийных бедствий Бишкек, 12 декабря 2022 г. – В связи с острой необходимостью защиты жизни и имущества от климатических бедствий в г.Бишкек успешно прошел

Discussing LoRaWAN spectrum with regulatory authority

On November 22, 2022 the ISOC Kyrgyz Chapter Research Team had visited office of the State Telecommunications Regulatory Body and met representatives of the Spectrum allocation Monitoring Department. ISOC team conducted introductory presentation about all