Snjallar tæknir og stefnubreytingar

Ferskt vatn er að verða eitt af þeim efnum sem eru að miklu leyti undir álagi á jörðinni. Að þenja innviði, fólksfjölgun og loftslagsálags þurrkar eru að koma hefðbundnum vatnsdreifikerfum í samtímis notkun. Að svörun, vaxandi fjöldi borga og útblástursefna er að verða að Skynja vatnsnettækni ] ] ] ] ] IRT-kerfi sem fylgjast með, greina, og stjórna vatnskerfum á raunverulegum tíma. Þessi tækni lofar að draga úr vatnstapi, bæta þjónustu og nýta betur orku- og vatnsnotkun. Samt vekur útbreidda aðlögun þeirra einnig ýmsar spurningar um öryggi, skipulagningu, fjármögnun og samþættingu. Þessi grein gerir ráð fyrir því að draga úr vatnstapi, umhverfis stefnu, og þróun vatns, sem þau munu vinna að því marki að því að viðhalda þéttbýlisum svæðum í framtíðinni.

Hvað eru snjallar tækniaðferðir í vatni?

Snjall vatnsnet er samtengt kerfi skynjunga, samskiptaneta, gagnalífleysandi grunna og sjálfvirkra stýritækja sem vinna saman að því að stjórna vatnsdreifingu með einstakri nákvæmni. Ólíkt hefðbundnum vatnskerfum sem treysta á handvirkar mælingar og hvarffær, veita snjallar reitir stöðugt skyggnikerfi inn í afkastagetu netsins. Þær gera kleift að greina leka á mínútum en ekki mánuðum, bestu dæluáætlanir byggðar á rauntíma og spár um bilanir áður en þær valda truflunum á þjónustu.

Hugmyndin byggir á sömu tölvubrellum (IoT) og gagnfræðilögmálum sem eru undir brellum rafboðum, en heimfærir þau á sérstæðu líkamlega og virka eiginleika vatnsviðmóta. Þetta er kerfi sem getur lagað að aðstæðum, varðveitt vatn, dregið úr starfskostnaði og bætt þjónustu viðskiptavina.

Lykilþættir snjalls vatnsmöskva

Skynjarar og innviðir

Langtum nemar eru augu og eyru snjall vatnsnets. Þau eru þrýstiskynjarar [, flæðimæla , þrýstiskynjarar , [[FLT:] og vatnsgæðiseftirlitstæki [[FLT:] [3] (mælibreytur eins og pH, funidity, chromus leifar og hitastig). Smartarmetrar á biðstofu veita frá sér upplýsingar um nýtingu sem nota má til spásunar, leka á hlið og tíma.

Gagnasamskiptanet

Skynjarar og metrar senda upplýsingar um frumu-, LoRaWAN eða frá sérsniðin útvarpsnet til miðlægra greiningarpalla. Til að ná stjórn á raunverulegum tíma er nauðsynlegt að hafa lítil samskipti við þá. UHP er í auknum mæli að senda einkanet LTE eða 5G til að styðja við gerð bandwidth og áreiðanlegar kröfur þúsunda endapunkta.

Gagnagagnafræði og gerviupplýsingar

Hrágögn frá skynjurum væru yfirþyrmandi án flókins hugbúnaðar til að túlka það. Analytics vettvangur notar CTT:1] fræðir til að greina mynstur sem benda til leka, sprungna eða menga atburði. Þeir búa einnig til spásagnir fyrir vatnsþörf, gera okkur kleift að stjórna geymslu og dælum. Frekari kerfi geta jafnvel líkt eftir “ hvað-f/8-2121; sviðsmyndir svo sem áhrif á meginálag eða áhrif þurrkunar á magn vatns í geymi.

Sjálfvirk stjórnkerfi

Snjallar nettengingar loka lykkju milli eftirlits og aðgerða. Hægt er að breyta sjálfvirkum lokum, dælum og þrýstistöðum sem eru fjarstilltar frá stjórnstöð eða með því að breyta þeim reglum sem sett eru fram fyrir aðgerð. Til dæmis ef skynjari skynjar þrýstingsdrop sem bendir til leka, getur kerfið einangrað viðkomandi hluta pípunnar sjálfkrafa með því að beina vatni aftur í gegnum aðra leiðir. Þessi möguleiki dregur úr svörunartíma í sekúndur og dregur úr vatnstapi og þjónustu.

Gagnið af vatnsmöskvunum

Minnkun vatns sem ekki er af völdum Rhoue

Áætluð 30% til 50% af meðhöndlaðu vatni tapast áður en það nær til viðskiptavina& # 8212; að miklu leyti með því að leka í öldrunarpípum. Snjallar greiningartækni getur skorið tapið um 20% til 40% á fyrsta árinu sem send er, samkvæmt rannsóknum Smart Water Networks Forum . Fyrir borg sem tapar milljónum lítra á dag getur það þýtt verulegan sparnaður og frestað höfuðborgum.

Orkuskortur

Útbreiðsla vatns er orku-ósjálfvirk, sem gerir allt að 4% af heildarrafmagnsneyslu á sumum svæðum. Með því að velja dæluaðgerðir og draga úr þörfinni fyrir að meðhöndla og draga úr vatnstapi, geta snjallar reitir minnkað orkunotkun um 15% til 30%. Þetta hefur bein áhrif á fjármál og umhverfisáhrif, einkum þar sem rafmagn myndast úr jarðefnaeldsneyti.

Bætt vatnsgæði

Stöðugt eftirlit með gæðum vatns á mörgum stigum á netinu gerir kleift að greina mengunarefni snemma. Ef um er að ræða losun efna eða líffræðilegan tíma geta þeir gefið út markmið sem er ætlað “ burðvatnið̵, ráðgjafar í stað þess að aðvara fólk við teppi, og þar sem þeir eru traustir á meðan þeir vernda heilsuna.

Endurbættur sérsniðinn aðgangur að

Snjallir metrar veita neytendum aðgang að gögnum um vatnsnotkun sem veita oft viðbrögð, draga úr neyslu þeirra um 10% til 15%. U til að bæta við tengslum við samhæfð kerfi og greiðslu á vatni sem umbuna verndun, gera viðskiptavini í vatnsveitu.

Stefna og tækifæri

Þótt tæknilega sé að finna sterkt vatnsnet er það ekki bara verkfræðilegt, heldur krefst það stuðningsstefnuumhverfis sem tekur til ýmissa samverkandi vandamála.

Gagnagrunnsupplýsingar og öryggi

Snjall vatnsnet framleiða gríðarlegt magn gagna, þ.m.t. neyslumynstur sem geta leitt í ljós heimilisvenjur (t.d. þegar fólk er heima, hversu margir íbúar eru viðstaddir). Þessar upplýsingar eru gagnlegar fyrir tólaaðgerðir, en einnig sett á svið persónulegar hættur. Stefnan verður að koma á skýrum reglum um netöryggi fyrir vatn, en mörg ríki skortir ítarleg einkalög til vatnsneyslu. Samkvæmt rammakerfi myndi hjálpa neytendum að verja sig meðan á þeim stendur með því að koma á fót lagalegum hætti.

Netöryggi er önnur mikilvæg vídd. Vatnkerfi eru hluti af landinu & # 08217; mikilvæg grunngerð og árangursrík netárás gæti truflað birgðir eða dregið úr gæðum vatns. Stefnan ætti að gera ráðstafanir til að tryggja lágmarksöryggiskröfur fyrir snjalla orkuþætti, krefjast reglulegs mats á viðkvæmum áhrifum og veita auðlindir til minni orku sem ekki eru til staðar til að tryggja að öryggisstarfsfólk í mænuvökva sé ekki með í lagi.

Endurreisn ramma og staðlar

Núverandi vatnsreglur voru þróaðar fyrir tíma. Þær ávísa oft ákveðnu mælibili, skýrslusniðum og starfsaðferðum sem gera ráð fyrir handvirkri gagnasöfnun og reglulegum athugunum. Til að koma í veg fyrir snjallt net, þurfa stýringar að uppfæra þessar reglur til að viðurkenna stöðugt eftirlit sem jafngildi eða betra en hefðbundna grípa sýnishorn. Til dæmis American Water Works Association hefur verið að vinna að staðlilanum fyrir snjallar mæliskiptar og netöryggi, en veitt lög.

Óframkvæmni er önnur áhyggjuefni. Óviðunandi efni afla oft skynjara og hugbúnaðar frá mismunandi söluaðilum, og án algengra gagnasniða, verður dýr og brothætt. Stjórnvöld geta hraðað því að fullnægja þeim með því að krefjast opinna staðla og forritaforritaviðmóta í söfnun samninga, eins og þau hafa gert fyrir snjalla rafmagnsmæla í mörgum lögsögum.

Fjárlög og viðhald

Skynjarar, samskiptakerfi, stjórnkerfi og greiningarpallar kosta tugi milljóna dollara fyrir miðhluta borgar. Mörg úrræði, einkum þau sem þjóna lágstéttarfélögum, reyna að fjármagna slík verkefni eingöngu vegna tekna sem launuð eru.

  • [3] Notandi og ríkisstyrkingar forrit: [3] U.S. Drykkja vatnsbankans, t.d. má nota til grunnvinnslu sem bætir skilvirkni. Sumar fylkislönd hafa skapað sér sér sér gáfur í vatni sem hluta af breiðari loftlagsþolsstarfsemi.
  • ] Sameignarfélög (Public-private compressions): [3. FLT:1]] Utilities getur samið við einkafyrirtæki sem fjármagna, setja upp og vinna snjall netkerfi í skiptum fyrir hlut af sparnaðarfénu fyrir minnkað vatnstap.
  • ] [Ferfissetning] í stað hefðbundinnar reglur um kostnað og þjónustu, er hægt að leyfa tilburði að halda hluta af sparnaðinum sem fengnar eru af snjallum netfjárfestum, sem skapar öfluga hvatningu til að taka upp nýsköpunartækni.
  • Grænir hlekkir og loftslagspeningar:[3. FLT:1] Vatnsverndarverkefni með mælanlegum árangri eru sífellt meira aðlaðandi í þá átt að hafa áhrif á fjárfesta og græna skuldamarkað.

Equity and Digital Diivide

Snjallt vatnsnet mun ekki sjálfkrafa ná til allra samtaka. Lítil samkoma í hverfinu og sveitunum er oft með eldri grunngerð, minni aðgang að höfuðborg og lægri læsingartíðni. Án vísvitandi íhlutunar, gæti snjallt netútbúnaður aukið dreifingu þeirra sem þegar eru til staðar, skilið eftir óhagstæð samfélög með hærri vatnskostnað og minni áreiðanlega þjónustu.

Til dæmis ættu reglur að heimila að ákveðinn hundraðshluti af stýringarmiðstöðvum, eða að fjármögnunaráætlunir séu forgangsverkefni fyrir ónæma hópa. Einnig er nauðsynlegt að upplýsa íbúana um kosti og hugsanlegar ástæður fyrir einkalífi, og breyta innleggingum þeirra á framleiðslutíma og að þau eigi að móta stofnkerfi.

Stafræn forrit geta hjálpað viðskiptavinum að túlka gögn og nýta sér tilurð náttúruverndar. Hægt er að vinna með öðrum að bókasöfnum, miðstöðvum og skólum til að bjóða vinnustofur og auðlindir á netinu. Óvíst er að nýta sér skynsamlegan aðgang að góðri vatnsnotkun, ekki aðeins siðferðilegt mikilvægi heldur einnig hagnýtt einn — innleiðing byggð á milli landa, breiði út spariféð og dregur úr heildarúrgangi á áhrifaríkan hátt.

Málrannsóknir á vatnsveituaðgerð

Singapúr&# 817; s Smart Water Network

Singapúr’ heldur vatnsveitu landsins, PUB, með einni af háþróuðustu snjallustu vatnsnetum heims. Kerfið inniheldur yfir 7000 skynjara [3. FLT:1] sem hefur sent á 5.600 kílómetra af pípum, eftirlit, þrýsting og vatnsgæði í rauntíma. Gögnin eru gefin upp í stafrænan tvíburi sem líkir eftir öllu kerfinu og spáir fyrir um hugsanlegar um bilun. Þar af leiðandi hefur Singapúr dregið úr vatnshraða þess í undir 10%— einn lægsta hluta þess í heiminum. Kerfið styður einnig landið &82; samþætt vatnsstjórnun, þar með talið með í sambandi við hreinsun, vatns og regnskúr.

Barcelona&# 8217; is Smart City Integration

Barcelona sameinaði vatnsveitu sína í breiðari borgarvettvang, sameinaði gögn frá vatni, orku og samgöngukerfum. Skynjarar í almenningsgörðum stilla sjálfkrafa á skolpun byggða á raka og veðurspám, og spara hana upp í 25% af vatni sem er notað í grænum bilum. Borgin notar einnig snjalla metra í fjölbýlishúsum til að greina leka og hjálpa byggingarstjórum að minnka úrgangsefni. Barcelona&98217; reynsla sýnir samvirkni sem hægt er að ná þegar vatnsgögnum er að finna með öðrum borgarstofnunum, en hún leggur einnig áherslu á þörfina fyrir sterkar gagnastjórnir til að koma í veg fyrir misnotkun.

Pittsburgh&# 8217; Leaks Skynjari Pilot

Vatna - og Alamoíðarkerfi Pittsburgh (PWSA) fól í sér flugverkefni með því að nota flugskynjara og Al-analýtingar til að greina leka í öldrunarkerfunum. Á fyrstu sex mánuðum var kerfið greint meira en 30 áður ógreindum leka, sem sumir höfðu misst allt að 50 lítra á mínútu. Verkefnið sem var greitt fyrir sig innan árs með vatnssparnaði og forðað viðgerð. PWSA er nú að vinna að því að vinna að tækninni yfir allt kerfið, með því að nota samsetningu af ríkisstyrk og lágáhugalegum ríkislánum.

Leiðbeiningar um framtíðarhorfur og stefnumál

Loftlagsbreytingar, þéttbýlismyndun og innviðir munu halda áfram að knýja fram eftirspurn eftir vatnsnettækni. Árið 2030 er gert ráð fyrir að alþjóðlegur snjalli vatnsstjórnunarmarkaður fari yfir 30 milljarða dollara samkvæmt spám atvinnulífsins. En tæknin ein er ekki nógu mikil.

Stjórnmálamenn á öllum stigum ættu að íhuga eftirfarandi aðgerðir:

  • ]Áfengið vatnsgagnareglur sem tryggja ógegnsæi, öryggi og friðhelgi í öllum umhverismálum, óháð stærð eða staðsetningu.
  • ]. Endursetjið sérstyrkjar fyrir snjalla útfærslu vatnsnets, með forgang fyrir samfélög sem mæta mestu grunnverkefnum og efnahagserfiðleikum.
  • uppfæra ramma til að viðurkenna stöðugt eftirlit og sjálfvirka stjórn sem gildandi staðgengill fyrir hefðbundnar meðferðarheldniaðferðir, en viðhalda strangri umsjón.
  • Manadaity and communication criteria í öllum snjallum vatnsverkefnum, þ.m.t. opinber skýrslugjöf um það hvernig ávinningur er dreifður í öllum lýðfræðilegum hópum.
  • Fosteron Samvinna meðal umhveris, tækniaðila, blóðþyrstur og samtaka á vegum samfélagsins með sýnikennslu- og upplýsinga- og brautarpallum.

Snjall vatnstækni býður upp á öflugt tæki til að ná þessum markmiðum, en möguleikar þeirra verða aðeins að veruleika með vísvitandi og óviðunandi stefnuhönnun. Með því að framkvæma núna geta stefnumótendur tryggt að næsta kynslóð vatnsviðskipta sé árangursrík og réttlát.