Ինչպե՞ս են իմաստուն ջրի հաշվիչները աջակցում հեռահար տվյալների հավաքագրմանը:

Իմաստուն ջրի հաշվիչների և հեռահար հսկողության հնարավորությունների հասկացում

Ինչ է իմաստուն ջրի հաշվիչը և ինչպե՞ս է այն հնարավորություն տալիս հեռահար կարդալ:

Ումիշաչընթեր ջրի հաշվիչները, իրենց էությամբ, դիտարկվում են որպես հին մեխանիկական հաշվիչների թվային փոխարինողներ: Նրանք հետևում են ջրի օգտագործման քանակին և տեղեկությունը փոխանցում են անլար ազդանշաններով՝ առանց սպասելու, մինչև որևէ մեկը ձեռքով ստուգի: Համաձայն անցյալ տարվա «Ազգային կոմունալ հաղորդագրության», ձեռքով կատարված չափումները միջինում շեղվում են մոտ 2,5% -ով: Հենց այստեղ էլ օգտակար են լինում ումիշաչընթեր հաշվիչները: Այս սարքերը օգտագործում են բջջային ցանցեր, LoRa տեխնոլոգիա կամ NB-IoT պրոտոկոլներ՝ այդ տվյալները ավտոմատ կերպով հավաքելու համար՝ առանց մարդկային միջամտության: Շատ ժամանակակից համակարգեր ամեն 15 վայրկյանը թարմացնում են իրենց ցուցմունքները՝ փոխանցելով տեղեկություններ ջրի հոսքի մասին և նույնիսկ զգուշացնում են, երբ հայտնաբերվում է հնարավոր արտահոսք: Սա նշանակում է, որ այլևս անհրաժեշտ չէ աշխատողներ ուղարկել խողովակները ձեռքով ստուգելու, ինչը տնտեսում է ժամանակ ու գումար՝ հնարավոր դարձնելով ավելի ճշգրիտ չափումներ կատարել:

Հիմնական ֆունկցիաներ՝ իրական ժամանակում տվյալների հավաքագրում և ավտոմատացված հաշվիչների կարդալը

Ումնական հաշվիչները առաջարկում են գերազանց աշխատանքային ցուցանիշներ հիմնարար գործառութային բնագավառներում.

Ֆունկցիա	Ավանդական հաշվիչ	Ումնական հաշվիչ
Ճշգրտություն	±2.5%	±0.1%
Տվյալների հաճախադեպությունը	Լրացուցիչ ամսական ցուցմունքներ	15-րդ րոպեական ընդմիջումներ
Փչացման հայտնաբերում	Ուշացված զգուշացումներ	Անմիջապես տեղեկացումներ

Ավտոմատացված ցուցմունքների միջոցով այս համակարգերը կոմունալ կառույցներում անվճար ջրի կորուստը կրճատում են մինչև 30%: Իրական ժամանակում հսկողությունը հնարավորություն է տալիս ծառայություններին խողովակների պոպոցումները ձեռք բերել 80%-ով ավելի արագ, քան ձեռքով մեթոդներով, որն արագացնում է արձագանքումը և նվազեցնում կորուստները:

Ծանրաբեռնված հաշվիչների ենթակառուցվածք (AMI) հետ ինտեգրում՝ անխափան տվյալների հոսքի համար

Համակարգչային հաշվիչները AMI (Advanced Metering Infrastructure) համակարգերում աշխատում են որպես առաջամարտի բաղադրիչ, անընդհատ կենտրոնական վերլուծական հանգույցներին փոխանցելով կենդանի օգտագործման տվյալներ: Երբ ճիշտ են միացված, այս սարքերը կոմունալ ընկերություններին հնարավորություն են տալիս ավելի լավ տեսնել, թե երբ է էներգիայի պահանջարկը սկսում աճել, հայտնաբերել հաշվիչի միջամտման հնարավոր դեպքեր և ավտոմատ կերպով ստեղծել հաշիվներ՝ առանց ձեռքով միջամտության, ինչը հնարավոր չէր տասնյակ տարիներ առաջ գործող հին մեխանիկական հաշվիչներով: Անընդհատ տվյալների հոսքը փաստորեն հեշտացնում է կառավարիչների համար ցանցի գործարկման վերաբերյալ տեղեկացված որոշումներ կայացնելը և թույլ է տալիս նրանց հասցնել վերացնել ենթակառուցվածքային խնդիրները, մինչ դրանք մեծ խնդիրներ դառնան:

Տվյալների ճշգրտության և ցածր վրացման դերը հուսալի հսկողության մեջ

Բարձր տեխնիկական հատկապարապետություններով ինտելեկտուալ մետրերը ապահովում են 1%-ից ցածր չափման սխալներ և տվյալների փոխանցում ցանցերով հինգ վայրկյանից պակաս ընթացքում։ Այս տեսակի ճշգրտությունը օպերատորներին տալիս է վստահելի տեղեկատվություն, որի հիման վրա նրանք կարող են արձագանքել ջրամատակարարման համակարգերի կառավարման ընթացքում։ Իրականացման դեպքում, այս հատկանիշները տարածված տեղեկությունների համաձայն, ըստ անցյալ տարվա Global Water Efficiency Index-ի, նվազեցնում են արձագանքման ժամանակը արտահոսքերի դեպքում մոտ 92%։ Սա նշանակում է ավելի քիչ կորցված ջուր և ավելի քիչ թանկարժեք խողովակների և այլ ենթակառուցվածքային տարրերի վերանորոգումներ։ Ճշգրիտ և արագ ցուցումներ ստանալը կարևոր է, քանի որ թույլ է տալիս սպասարկման անձնակազմին խնդիրները ուղղել նախքան դրանք աղետներ դառնալը։ Այն քաղաքները, որոնք ներդրել են այս տեխնոլոգիան, զեկուցում են համակարգի ընդհանուր ավելի լավ աշխատանքի մասին և գագաթնակետի օգտագործման շրջանների ընթացքում արտակարգ դեպքերի վերանորոգման կոչերի զգալի նվազեցման մասին։

Անլար կապի տեխնոլոգիաներ, որոնք հնարավոր են հեռավար տվյալների փոխանցում

Հիմնարար անլար պրոտոկոլներ՝ բջջային, Wi-Fi, LoRa և LPWAN՝ համեմատական վերլուծություն

Խելացի ջրի հաշվիչները հիմնված են չորս հիմնական թափանցիկ տեխնոլոգիաների վրա, որոնք յուրաքանչյուրը հարմար է կոնկրետ տեղադրման պայմաններին.

• Բջջային ցանցեր (4G/5G) ապահովում են բարձր արագությամբ փոխանցում (մինչև 100 Մբիթ/վ), սակայն ավելի շատ էներգիա են պահանջում, ինչը դրանք դարձնում է իդեալական քաղաքային շրջանների համար, որտեղ առկա է ցանցի ծածկույթ:
• WI-FI ապահովում է կարճ տիրույթով (<100 մետր), բարձր թռուցիկով հաղորդակցություն, հարմար խիտ բնակելի կամ առևտրային կենտրոնների համար:
• LoRa (Երկար տիրույթ) ապահովում է ցածր էներգաօգտագործմամբ փոխանցում 10+ կմ հեռավորության վրա, արդյունավետ է գյուղական կամ աշխարհագրորեն ցրված տեղադրումների դեպքում:
• LPWAN տեխնոլոգիաներ՝ NB-IoT-ի նման հավասարակշռում են երկարացված տիրույթը (5–15 կմ) էներգաարդյունավետության հետ, ապահովելով մարտկոցի աշխատանքային ընթատյան 8–12 տարի՝ համապատասխանելով ցածր ծանրաբեռնվածության ցիկլերի հետևման պահանջներին:

RF Mesh, LoRaWAN և Բջջային ցանցեր ծավալուն տեղադրումներում

Ծավալուն իրականացման դեպքում կոմունալ ընկերությունները նախընտրում են երեք մասշտաբային ճարտարապետություններ.

1. RF Mesh ցանցեր կազմում են ինքնաբուժվող ցանցեր մետրերի միջև՝ ապահովելով հուսալիություն արվարձանային շրջակայքում:
2. LoRaWAN դարպասներ հավաքում են տվյալներ հազարավոր սարքերից միաժամանակ, ինչը 40% կրճատում է ենթակառուցվածքների ծախսերը ընդարձակ ծառայության տարածքներում:
3. Բջջային IoT (Cat-M1/NB-IoT) օգտագործում է առկա հեռահաղորդական ենթակառուցվածքը՝ ապահովելով իրական ժամանակում թարմացումներ, որը կարևոր է արագ արտահոսքի հայտնաբերման և հեռակա ախտորոշման համար:

Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ LoRaWAN-ը 65% կրճատում է ուշացումը համեմատած սովորական AMI համակարգերի հետ, որն ավելի պատասխանատու է դարձնում քաղաքային տարածքներում տեղակայումները:

Լայնաշերտության, Շառավղի և Էներգաօգտագործման Արդյունավետության Գնահատում Ծրագրերի Խմբում

Մետրիկ	Բջջային	WI-FI	LoRa	LPWAN
Հատավորություն	1-100Մբիթ/վ	50Մբիթ/վ	0.3-50 կբիթ/վ	10-100 կբիթ/վ
Տարածք	1-10 կմ	<100մ	2-15 կմ	5-15 կմ
Բջջայինի կյանք	2-5 տարի	<1 տարեկան	10+ տարի	8-12 տարեկան

LPWAN-ը առանձնանում է էներգաէֆեկտիվությամբ՝ օրական հաղորդագրությունների համար օգտագործելով 70 %-ով պակաս էներգիա, քան բջջային մոդուլները, ինչը այն դարձնում է իդեալական երկարաժամկետ և հեռավոր հսկման համար:

Ուսումնասիրություն. Քաղաքային LoRaWAN-ի տեղադրում՝ ջրի հսկման մասշտաբային համակարգի համար

Կոպենհագենի ջրամատակարարման ընկերությունը տեղադրեց 85,000 LoRaWAN-ով ապահովված հաշվիչ, որի արդյունքում հասավ.

• 99,8 % տվյալների հավաքագրման ճշգրտության (ձեռքով կատարված հավաքագրումից 92 %-ից)
• Միջին արտահոսքի հայտնաբերման ժամանակը նվազել է 14 օրից մինչև 37 րոպե
• Տարեկան խնայողություն՝ 2,1 միլիոն դոլար, ի հետևանք շահագործման և աշխատանքի կրճատման

Այս հաջողությունը արտացոլում է ավելի լայն միտում. կոմունալ ծառայությունների 68 %-ը ներկայումս առաջնահերթություն են տալիս հիբրիդային ցանցերին՝ AMI և LPWAN տեխնոլոգիաների համադրությամբ՝ մասշտաբավորվող և արդյունավետ ծախսերով ջրի հսկողության համար

Բարեկենդան ջրի հաշվիչներում IoT-ի ինտեգրում և ամպային կապ

Այսօրվա մտացածին ջրի հաշվիչները բավականին բարդացված են դառնում իրենց ինտերնետ կապերով և թափանցիկ համակարգերով: Նրանք վերցնում են ջրի օգտագործման հիմնական տեղեկատվությունը և այն վերածում են քաղաքային պլանավորողների և կոմունալ ընկերությունների համար իրականում օգտակար մի ինչի: Տեխնոլոգիան նրանց հնարավորություն է տալիս հետևել, թե ինչպես են մարդիկ օգտագործում ջուրը, հայտնաբերել օգտագործման անսովոր ցատկեր կամ իջուկներ և ավելի լավ վերահսկել ջրի բաշխումը ամբողջ տարածաշրջաններում: Համաձայն Կորեայի գիտության նախարարության անցյալ տարի հրապարակված հետազոտության՝ այն քաղաքները, որոնք անցել են այս կապված հաշվիչներին, տեսել են իրենց շահագործման ծախսերի մոտ 18 տոկոսով իջեցում: Բացի այդ, հավաքագրված տվյալներն անգամ շատ ճշգրիտ էին՝ հասնելով գրեթե 99,7%-ի ճշգրտության՝ շնորհիվ համակարգին ներդրված ավտոմատ ստուգումների:

Ինչպես IoT-ն ապահովում է վերջից մինչև վերջ կապ հաշվիչից մինչև կենտրոնական հարթակ

Ջրի մետրերում ներդրված IoT սենսորները գրառում են հոսքի արագությունը, ճնշման մակարդակները և օգտագործման միտումները՝ փոխանցելով կոդավորված տվյալներ LoRaWAN, NB-IoT և բջջային պրոտոկոլներով: Այս տեխնոլոգիաները երկար հեռավորության (մինչև 15 կմ գյուղական շրջաններում) ծածկույթն են համատեղում ցածր էներգային պահանջների հետ:

Պրոտոկոլ	Տարածք	Օրական տվյալների տարողություն	Էներգատնտեսականություն
LoRaWAN	10-15 կմ	50-200 ԿԲ	10+ տարի
NB-IoT	3-5 կմ	100-500 ԿԲ	8-12 տարեկան
Բջջային	1-3 կմ	Անսահման	3-5 տարի

Այս ամբողջական կապը վերացնում է տվյալների ձեռքով հավաքագրումը և կոմունալ ծառայություններին հնարավորություն է տալիս րոպե-րոպե հետևել համակարգի աշխատանքին:

Ամպի հիմնված համակարգեր՝ հեռահասանելիության, պահպանման և վերլուծության համար

Ամպի հարթակները միավորում են ամբողջ մետրային ցանցերի տվյալները՝ առաջարկելով կենտրոնականացված վահանակներ հեռահասանելիության և վերլուծության համար: Գերազանց համակարգերը օգտագործում են մեքենայական ուսուցում՝ արտահոսքները կանոն-հիմնված շեմերից 40% ավելի արագ հայտնաբերելու համար: Կոմունալ ծառայությունները կարող են:

• Պահեք տվյալների պատմությունը տասնյակ տարիներ շրջանակներում ապահով կերպով
• Ստեղծեք հաճախորդներին նպատակաուղղված զեկույցներ և զգուշացումներ
• Կանխատեսեք սպասարկման կարիքները՝ օգտագործելով արհեստական ինտելեկտի կիրառմամբ համարված օրինաչափություններ

Այս հնարավորությունները բարելավում են գործառնական ճկունությունը և աջակցում են տվյալների հիման վրա կազմված պլանավորմանը

IoT-ով բացարձակ ջրի կառավարման մասշտաբավորումը մեծ ցանցերում

Մոդուլային IoT ճարտարապետությունները թույլ են տալիս անցումային մասշտաբավորում՝ 500 մետրից սկսած արվարձանային գոտիներում մինչև 500,000-ից ավել խոշոր մետրոպոլիտեն տարածքներում: Եզրային հաշվարկային հանգույցները նախնական մշակում են տվյալները տեղում, ինչը խոշոր օպերատորների համար շահագործման ծախսերը նվազեցնում է 65%: Այս տարածված մոտեցումը երաշխավորում է կայուն աշխատանք՝ անկախ նրանից, որ հսկվում է խիտ բնակեցված քաղաքային շենքերը, թե ընդարձակ գյուղատնտեսական տարածքներ:

Հեռահավաքման կիրառման գործառնական և շրջակա միջավայրի վրա ունեցած ազդեցությունը

Գործառնական ծախսերի կրճատում՝ ավտոմատացման միջոցով և ձեռքով հավաքագրման վերացումով

Ըստ 2023 թվականի ջրային ենթակառուցվածքների վերաբերյալ վերջերս կատարված հետազոտության՝ խելացի ջրի հաշվիչները կարող են 40% կրճատել շահագործման ծախսերը համեմատած հին ձևաչափի ձեռքով կատարվող չափումների հետ: Երբ ծառայությունները անցնում են ավտոմատացված տվյալների հավաքագրմանը, նրանք ազատում են իրենց աշխատակիցներին ավելի կարևոր աշխատանքների համար՝ նույն ժամանակ կրճատելով վառելիքի համար ծախսվող այդ թանկարժեք գումարներն ու աշխատավարձերը, որոնք ծախսվում էին աշխատակիցներին դաշտ ուղարկելու համար: Վերցրեք Եվրոպայի մեկ քաղաքի օրինակը. մոտ 10,000 տնային տնտեսություններում հեռավար կարդալու համակարգեր տեղադրելուց հետո նրանք կարողացան տարեկան խնայել մոտ 326,000 դոլար: Այդ չափի գումարները շատ արագ են կուտակվում, հատկապես փոքր համայնքների համար, որոնք փորձում են իրենց բյուջեները ավելի հեռու ձգել՝ առանց ծառայության որակը վատացնելու:

Օգտատերերի ներգրավվածության բարելավում իրական ժամանակում օգտագործման տվյալների շնորհիվ

Հաճախորդները կոմունալ պորտալների միջոցով հասանելիություն են ստանում ժամային սպառման տվյալներին՝ հնարավորություն տալով տեղեկացված որոշումներ կայացնել ջրի օգտագործման վերաբերյալ։ Այս թափանցիկությունը նվազեցնում է հաշվարկների վերաբերյալ վեճերը 72%-ով (Ամերիկյան ջրային աշխատանքների ասոցիացիա, 2022) և օգնում է օգտագործողներին նույնականացնել անսովոր սահունքներ, որոնք կապված են հորդոցների կամ անարդյունավետ սարքավորումների հետ:

Շարունակական հսկողությամբ ապահովված հորդոցների հայտնաբերում և ջրի պահպանում

Շարունակական հոսքի հսկումը 89% ավելի արագ է հայտնաբերում շարունակական հորդոցները, քան եռամսյակային ձեռքով ստուգումները, ինչը կանխում է առևտրային յուրաքանչյուր սեփականության համար տարեկան միջինը 1,2 միլիոն գալոն ջրի կորուստ: Լաս Վեգասի նման քաղաքները 2020 թվականից սկսած հասել են մեկ շնչին ընկնող ջրի օգտագործման 14% կրճատման՝ չնայած բնակչության աճին՝ օգտագործելով խելացի հաշվիչներ պահպանման համար:

Նախնական ներդրումների համաչափումը երկարաժամկետ խնայողությունների և կայունության հետ

Չնայած AMI ցանցի տեղադրման արժեքը տատանվում է 180-250 դոլար տնային տնտեսությունից հաշված, շատ համայնքներ ծախսերը վերականգնում են 3-5 տարվա ընթացքում՝ շահույթի աճի շնորհիվ և անվճար ջրի (non-revenue water) նվազման միջոցով: 2024 թվականի կյանքի ցիկլի վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ինտելեկտուալ ջրային ցանցերը 31% կրճատում են ածխածնի արտանետումները՝ օպտիմալացնելով մաքրման հզորությունները և նվազագույնի հասցնելով ավտոտրանսպորտային ծառայությունների ակտիվությունը:

Հիմնական երկարաժամկետ ազդեցություններ

• 15-22% ցածր անվճար ջուր (non-revenue water) իրական ժամանակում անալիտիկա ունեցող համակարգերում
• ավտոմատացված զգուշացումների շնորհիվ արտահոսքների վերացման արագությունը 38% ավելի բարձր է
• 28% պակաս բողոքներ սպառողների կողմից՝ հաշվարկների ճշգրտության բարելավման շնորհիվ

(Բոլոր ցուցանիշները ճշգրտված են՝ հաշվի առնելով 2024 թվականի դոլարի ինֆլյացիան)

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ի՞նչ են ինտելեկտուալ ջրի հաշվիչները

Ինտելեկտուալ ջրաչափերը թվային սարքեր են, որոնք փոխարինում են ավանդական մեխանիկական ջրաչափերին՝ ջրի օգտագործման տվյալները անլար կերպով չափելու և հաղորդելու համար:

Ինչպե՞ս են ինտելեկտուալ ջրաչափերը օգուտ տալիս ծառայություններին:

Ինտելեկտուալ ջրաչափերը բարելավում են տվյալների ճշգրտությունը, հնարավորություն են տալիս իրական ժամանակում հսկում իրականացնել, բարելավում են արտահոսքների հայտնաբերումը և օգնում են ծառայություններին ավելի արդյունավետ կառավարել ջրի բաշխումը:

Որ հաղորդակցության տեխնոլոգիաներն են օգտագործվում ինտելեկտուալ ջրի հաշվիչներում:

Ինտելեկտուալ ջրի հաշվիչները սովորաբար օգտագործում են ինչպիսիք են բջջային, Wi-Fi, LoRa և LPWAN ինչպիսի անլար պրոտոկոլներ, որպեսզի արդյունավետ փոխանցեն տվյալներ տարբեր հեռավորությունների վրա:

Ինչ դեր ունի IoT-ն ինտելեկտուալ ջրի հաշվառման մեջ:

IoT-ի ինտեգրումը հնարավորություն է տալիս ինտելեկտուալ ջրի հաշվիչներին ապահովել ծայրից ծայր կապ և իրական ժամանակում տվյալների վերլուծություն, որն ընդհանուր առմամբ բարելավում է ջրի կառավարման հնարավորությունները: