智能水网技术及其所涉政策问题

自动控制系统

智能网格关闭了监控与动作之间的环路. 自动阀,泵,和压力调节站可以从控制中心或通过预编程规则远程调整. 例如,如果传感器检测到压力下降,提示有漏水,系统可以在通过替代路径将受水管影响的部分进行自动隔离,这种能力可以将反应时间从数小时缩短到秒,并尽量减少水损和服务中断.

智能水网的好处

减少非水量

全球估计30%至50%的经处理水在到达客户前损失了QQQ8212;很多是通过老化管道的漏水。 根据的Smart水网论坛的研究,智能漏水探测技术可以在部署的第一年将损失减少20%至40%。 对于一个每天损失数百万加仑的城市来说,这意味着大量成本节约和推迟资本支出。

能源效率

水的分配是能源密集型的,占某些地区总电力消耗的4%。 通过优化泵操作和减少处理和重新区划失水的需求,智能电网可以将能源使用降低15%至30%。 这直接带来财政和环境效益,特别是在化石燃料发电的情况下。

水质提高

持续监测网络多个点的水质参数,可以让公用事业公司及早发现污染事件。 如果发生化学泄漏或生物突破,操作人员可以发布目标为: QQ8220; 锅水==8221; 咨询而不是全面警告,在保护健康的同时保持公众信任。

客户参与增加

智能计量法可以让消费者获得近实时用水数据。 研究表明,经常获得反馈的家庭平均将消费减少10%至15%。 公用事业还可以实施分级定价或游戏方案,奖励节水,使客户成为水管理的积极伙伴。

政策挑战和机遇

智能水网的技术理由很充分,但部署这些水网不仅仅是工程问题,它需要一个支持性的政策环境,解决若干相互关联的挑战。

数据隐私和安全

智能水网生成大量数据,包括能够揭示家庭习惯(例如,当人们在家时,有多少居民在场)的消费模式。这些信息对公用事业业务很有价值,但也造成了隐私风险。 决策者必须制定[关于数据所有权、同意和允许使用的明确规则。 美国环境保护局[已经发布了水公用事业网络安全指南,但许多国家缺乏专门针对水消费数据的全面隐私法律。 一致的国家框架有助于保护消费者,同时允许公用事业为合法目的利用数据。

网络安全是另一个关键层面。 水系统是国家的一部分 — — 8217;关键基础设施,成功的网络攻击可能破坏供水或损害水质。 决策者应该对智能电网组件规定最低安全标准,要求定期脆弱性评估,并为可能缺乏专职信息技术安全人员的小型公用事业提供资源。

监管框架和标准

现有的水条例是为数字化前时代制定的,它们往往规定了具体的测试间隔、报告格式和操作程序,假设人工数据收集和定期检查。 为了适应智能网格,监管者需要更新这些规则,以确认持续监测相当于或优于传统的抓取取样。 例如,美国水工程协会[一直在致力于制定智能计量数据交换和网络安全标准,但采用滞后。

互操作性是另一个问题。 公用事业往往从不同供应商采购传感器和软件,没有共同的数据格式,整合就会变得昂贵和简洁。 政府可以通过在采购合同中要求开放的标准和应用编程接口来加快采用速度,这在许多法域中都是如此。

供资和奖励

建立智能水网需要大量的前期投资。 传感器、通信网络、控制系统和分析平台可以花费几千万美元来建造一个中等规模的城市。 许多公用事业,特别是那些为低收入社区服务的公用事业,仅靠纳税人的收入来为这些项目融资。 决策者有几种工具可以弥补这一缺口:

• 联邦和国家赠款方案: 例如,美国饮用水国家循环基金可用于提高效率的基础设施升级。 一些州已经设立了专门的智能水赠款,作为更广泛的气候抗御力举措的一部分。
• 公私伙伴关系: 公用事业公司可以与私营公司签订合同,这些公司可以出资、安装和操作智能电网系统,以换取减少的缺水所节省的一部分。
• 基于绩效的监管: 公用事业可以允许保留智能电网投资产生的部分节余,而不是传统的服务成本监管,从而形成采用创新技术的强大激励.
• 绿色债券和气候基金: 具有可衡量的成果的节水项目对投资者和绿色债券市场的影响越来越具有吸引力。

平等和数字鸿沟

智能水网的好处不会自动惠及所有社区。 低收入街区和农村地区往往拥有更老的基础设施,较少的资本,数字识字率也较低。 如果不采取审慎的政策干预,智能水网部署可能会加剧现有的差异,使弱势社区面临更高的水价和更少可靠的服务。

决策者应该要求公用事业公司将公平影响评估纳入其智能电网计划。 比如,规则可以规定一定比例的智能计量装置以服务不足的地区为目标,或者资助方案优先考虑为弱势人群服务的项目。 社区参与也至关重要:居民应该了解好处和潜在的隐私影响,他们的投入应该决定执行时间表和定价结构。

数字扫盲计划可以帮助客户解释使用数据并利用保护激励措施。 公用事业可以与图书馆、社区中心和学校合作提供讲习班和在线资源。 公平获得智能水利福利不仅是道德责任,也是实用的 — — 8212;基于广泛采纳可以扩大成本节约,更有效地减少全系统浪费。

智能水网部署案例研究

新加坡 ⁇ 8217;s 智能水网

新加坡的QQ-8217; 国家供水机构PUB运营着世界上最先进的智能水网之一。 该系统包括7 000多个传感器,部署在5 600公里管道、监测流量、压力和水质的实时中。 数据输入一个模拟整个网络并预测潜在故障的数字双子。 结果,新加坡将其非收益水率降低到10XXX12, 也是世界上最低的之一。该系统还支持国家QQQ8217; 综合水管理战略,包括海水淡化、水循环和雨水收集。