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供水管網(wǎng)的節(jié)約潛力
全球近10%的人口喝不上清潔飲用水。原因之一是許多供水管網(wǎng)設施年久失修。西門子推出的一個嶄新的在線平臺將有望幫助解決這個問題。
Bichisan Viorel是羅馬尼亞自來水公司Aquatim公司的一名自來水管網(wǎng)檢查員。每天，許多像他一樣的檢查員都要在全國各地檢查供水設施，并根據(jù)需要提交修繕申請。Aquatim公司總部主管Katalin Bodor博士說：“Timisoara是羅馬尼亞第三大城市， 在這里，我們要在至少32個取樣點抽取水樣。”Viorel的標配裝備包括若干玻璃瓶。他一邊打開一只玻璃瓶，一邊說：“我們將水樣裝在玻璃瓶里。”取樣時，Viorel要保證不觸及瓶蓋內部。他解釋道，“否則，檢驗結果可能不準。抽取這些水樣是為了送到化驗室進行檢驗，總共要檢查20項質量指標。根據(jù)檢驗結果，我們可以就這座城市的整個供水管網(wǎng)得出一些結論。”
羅馬尼亞仍有近半數(shù)人口喝不上清潔飲用水。在農(nóng)村地區(qū)，這個問題十分嚴峻。
據(jù)歐盟資助的一個名為“Connect.Euranet”的倡議組織稱，羅馬尼亞有近半數(shù)人口喝不上清潔飲用水。農(nóng)村地區(qū)的缺水問題尤為嚴峻，僅10%左右的村莊擁有供水管網(wǎng)。但是，那些已經(jīng)接通公共自來水的1100萬羅馬尼亞人的境況也好不到哪兒去，因為管道設施年久失修和水質低劣問題比比皆是。據(jù)Aquatim公司透露，Timisoara擁有637公里供水管網(wǎng)，通過這些管道，每天要向約33萬人供應自來水。然而，2012年這些管道的泄漏率高達41.5%（約6.1萬升），這些自來水白白地流入地底。
這樣的問題不只羅馬尼亞有。意大利的供水管網(wǎng)也處于類似狀況。由于其對供水管網(wǎng)投資不足，在意大利，自來水在到達水龍頭之前，有30%在輸送過程中損失掉。歐洲其他國家也備受自來水管網(wǎng)泄漏之苦。法國的自來水管網(wǎng)漏損率為26%，西班牙和英國為22%，德國為6.8%。有鑒于此，2012年10月，歐盟發(fā)起了一個名為“面向高效水資源管理的ICT解決方案（ICe-Water）”的研究計劃。該計劃為期三年，合作伙伴包括西門子這樣的企業(yè)以及Aquatim和Metropolitana Milanese等自來水公司在內，致力于改善自來水水質和供應。他們還側重于盡可能提高自來水泵站的能效，同時減少供水管網(wǎng)泄漏點數(shù)量。
慕尼黑西門子中央研究院（CT）的Parag Mogre博士是參與這個計劃的西門子團隊負責人。在2014年秋季之前，他的團隊將在Timisoara和米蘭的供水管網(wǎng)中安裝“試驗段”管道。這些管道配備了用于測量自來水流速、壓力、電導率、濁度和氯含量等參數(shù)的傳感器，可實現(xiàn)供水管網(wǎng)“智能化”。安裝在管道內壁和外壁上的傳感器可利用超聲波和磁感應來測定自來水的壓力和流速。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，檢查員可以得出關于管道狀態(tài)的結論，并找到任何泄漏點。
Mogre說：“除試驗段管道之外，我們還想在住宅樓內安裝智能水表。這種水表可以記錄樓宇自來水流速。根據(jù)其提供的信息，自來水公司可以做出更加精確的規(guī)劃，確保合理供水。其結果有望幫助參與這個計劃的自來水公司在擴建供水管網(wǎng)時控制自來水漏損。”來自米蘭的124個傳感器和Timisoara 的22個傳感器的數(shù)據(jù)，傳輸給負責監(jiān)控各種過程的SCADA系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)還能儲存數(shù)據(jù)，以及根據(jù)要求將數(shù)據(jù)轉發(fā)給新的在線平臺——ICeWater系統(tǒng)。有了這個系統(tǒng)，便可以創(chuàng)建“智能供水系統(tǒng)操作艙（Smart Water Cockpit）”——一個允許通過智能電話和平板電腦進行訪問的互聯(lián)網(wǎng)門戶將對從SCADA系統(tǒng)轉發(fā)來的數(shù)據(jù)進行抽取，并轉換為標準格式以供使用。原則上，甚至可以實時提供測得的數(shù)據(jù)，但為了優(yōu)化信息量和能源使用效率，將僅按需發(fā)布測得的數(shù)據(jù)。
預測用水情況。ICeWater系統(tǒng)可以提供多種新服務，譬如，“需求預測服務”——根據(jù)傳感器輸出的數(shù)據(jù)，軟件可以極其精確地預測用水情況。這項服務旨在為調節(jié)供水管網(wǎng)，以滿足不斷波動的需求創(chuàng)造條件。此外，該軟件將向SCADA系統(tǒng)發(fā)送告警信息，并就所應采取的舉措提出建議。SCADA系統(tǒng)負責作出最終決策，以及控制供水管網(wǎng)中的諸多不同網(wǎng)元（如泵站）。智能供水系統(tǒng)操作艙也可以被設置為向注冊用戶發(fā)出告警。譬如，可以通過電子郵件向供水部門的工作人員發(fā)出告警通知，然后工作人員可從該門戶上獲得必要的信息。通過這種方式，可以盡早查明并解決供水管網(wǎng)中存在的問題。
Mogre說：“在這個平臺上，用戶也可以測試供水管網(wǎng)的部分參數(shù)。譬如，某位用戶可以在iPad上調取信息，并模擬供水調節(jié)舉措，以評價這些舉措對能耗或漏損率的影響。”米蘭自來水公司Metropolitana Milanese打算利用這些技術來降低其能耗。米蘭市控制中心的操作人員可以使用iPad來確定每戶家庭的實際用水量。他們可以確定哪些泵站應在什么時候，以多大功率，運行多長時間。Mogre說：“這樣可以節(jié)省大量電能。事實上，可以根據(jù)地方的實際用水情況，制定整個泵站工作日程。”
Bichisan Viorel也將配備一臺iPad，不過他仍將攜帶玻璃瓶。作為智能供水系統(tǒng)操作艙的注冊用戶，他將收到關于應當在哪兒抽取水樣的實時信息，他仍需借助這些玻璃瓶將水樣帶回化驗室。