Ինչո՞ւ են անջատ ջրի հաշվիչները մետրաբաժնի տեխնոլոգիաներում մի միտում դառնում

Անջատ ջրի հաշվիչների տեխնոլոգիայի զարգացումն ու շուկայական շարժիչները

Ծանոթացեք անջատ ջրի հաշվիչների տեխնոլոգիային և նրա զարգացման ընթացքին

Անլար ջրի հաշվիչները երկար ճանապարհ են անցել իրենց սկզբնական մեխանիկական սարքերի տարիներից հետո 70-ականներին: Ներկայումս, մեծամասնությունը աշխատում է մարտկոշների վրա և հիմնված է ուլտրաձայնային տեխնոլոգիայի վրա՝ հսկայական ճշտությամբ, շուրջ մեկ տոկոսի ճշտությամբ ըստ 2024 թվականի արդյունաբերական ստանդարտների: Երբ ընկերությունները սկսեցին անցում կատարել հին ձեռքով կատարվող չափումներից դեպի բջջային հիմքի վրա ստեղծված AMR համակարգերին 2000-2010 թվականներին, շատերը անմիջապես խնայեցին իրենց շահագործման ծախսերի մոտ երկու երրորդ մասը: Վերջին երրորդ սերնդի հաշվիչները ավելի հեռու են գնում՝ միանալով հենց հենց ինտելեկտուալ քաղաքային ցանցերին LoRaWAN պրոտոկոլների միջոցով: Դրանք ուղարկում են թարմացումները ամեն 15 րոպեն մեկ, փոխարենը սպասելու ամսական ստուգումներին, ինչպես նախկինում ձեռքով կատարվում էր:

Համայնքային Նախաձեռնությունները Շարժական Ջրի Հաշվիչների Ընդունման Զարգացման Գործում

ՈՒրբանիզացիան և աճող ջրի սակավությունը բերեց այն բանին, որ ԱՄՆ-ի 78% քաղաքները նախատեսեցին ինտելեկտուալ ջրային ենթակառուցվածքների արդիականացում ( PR Newswire 2024 ). Անջատ ջրի հաշվիչները հիմնարար բաղադրիչներ են դառնում այդ նախաձեռնությունների համար՝ ապահովելով.

• Իրական ժամանակում 500+ տնային կլաստերների պահանջարկի հսկում
• Դինամիկ ճնշման ճշգրտումներ, որոնք փողային ճեղքերը 33%-ով նվազեցնում են
• Շրջանային GIS համակարգերի հետ համատեղելիությունը ավելի լավ ակտիվների կառավարման համար

Սեուլի 2023 թ. շրջանային հաշվիչների նախագիծը՝ օգտագործելով անջատ տեխնոլոգիան, 6 ամսվա ընթացքում ջրի օգտագործման 12%-ային կրճատում է ձեռք բերել, ցույց տալով այդպիսի լուծումների մասշտաբայնությունը խոշոր քաղաքային միջավայրերում

IoT-ի աճը կոմունալ ծառայություններում և միացված ջրի հաշվիչների աճը

Ըստ անցյալ տարվա Technavio հետազոտությունների՝ համարյա 9 միլիարդ դոլար կազմելու է ամբողջ աշխարհում համարյա տասնամյակի վերջին համարների համար: Այս միտումն առաջացնելու մեծ պատճառն այն է, որ ջրային ընկերություններից ավելի քան երկու երրորդը արդեն սկսել է օգտագործել իրերի ինտերնետ տեխնոլոգիան: Եվ երբ նայում ենք Միջազգային ջրային ասոցիացիայի թվերին, որոնք ցույց են տալիս, որ տարեկան ջրի ընդհանուր քանակի 30-35 տոկոսը կորչում է արտահոսքերի և ապօրինի սպառման միջոցով, ապա սա իմաստ ունի: Այսօրվա առաջադեմ հաշվառման լուծումները միավորում են մի քանի կարևոր տեխնիկական բաղադրիչներ, որոնք հենց այդպիսի խնդիրները լուծելու համար են:

Տեխնոլոգիա	Վերաikutում
NB-IoT կապ	20-ամյա մարտկոցի կյանք հաշվիչներում
Ամպի վերլուծություն	ութսուն տոկոսով ավելի արագ արտահոսքի հայտնաբերում
Երկկողմ կապ	Հնարավոր է դինամիկ տուրքերի իրականացումը

Կոմունալ ծառայությունները հաշվետվություններում նշում են միջինը 18 ամսական վերադարձ, որը պայմանավորված է դաշտային այցերի նվազեցմամբ և ոչ եկամտաբեր ջրի (NRW) կտրուկ նվազումով, ամրապնդելով անջատ հաշվառումը որպես անհրաժեշտ ենթակառուցվածք, այլ ոչ թե ըստ ցանկության բարելավում:

IoT-ի կապակցությունը և անջատ հաղորդակցության պրոտոկոլները ջրի հաշվիչներում

IoT-ի դերը հնարավորացնելու համար ինտելեկտուալ, անջատ ջրի հաշվիչների ցանցեր

IoT կապակցությունը թույլ է տալիս անջատ ջրի հաշվիչներին իրար փոխանցել սպառման տվյալները, վերացնելով ձեռքով կարդալու սխալները և տրամադրելով մանրամասն տեղեկություն օգտագործման մասին: Ըստ 2024 թվականի ջրային ենթակառուցվածքների զեկույցի , IoT-ի հիման վրա ստեղծված համակարգերը կրճատում են շահագործման ծախսերը 18%-ով և բարելավում են արտահոսքի հայտնաբերման արձագանքման ժամանակը 32%-ով համեմատած հին համակարգերի հետ:

NB-IoT-ի և LoRaWAN-ի ինտեգրումը հաշվիչների առաջադեմ ենթակառուցվածքներում (AMI)

Խորացված IoT (NB-IoT) և LoRaWAN գերակշռում են ժամանակակից AMI տեղադրումներում իրենց խորացված սիգնալի թափանցումաբնույթի և մասշտաբայնության շնորհիվ: Այս պրոտոկոլները աջակցում են մարտկոցային հաշվիչներին հասանելի չլինելու վայրերում, միևնույն ժամանակ պահպանելով ծառայության ժամկետը 10+ տարի, դարձնելով այն իդեալական քաղաքային և գյուղական տարածքների համար:

LPWAN տեխնոլոգիաներ երկար հեռավորությունների և ցածր հզորությամբ տվյալների փոխանցման համար

Շահագործման համար հարմար հեռահաղորդակցության ցանցերը (LPWAN) հավասարակշռում են հեռավորությունը (2-15 կմ) և էներգաարդյունավետությունը, ինչը դրանք հարմար դարձնում է համայնքային ջրամատակարարման համար: LPWAN ցանցերին միացված հաշվիչները ավելի արագ, սովորական SCADA համակարգերի համեմատ 45%-ով, հայտնաբերում են ճնշման անկումը, որը ցուցանիշ է առկա արտահոսքի մասին, որի շնորհիվ հնարավոր է ավելի վաղ միջամտություն իրականացնել:

Ջրատեղական հաշվիչների համար անջատ պրոտոկոլների համեմատում

Պրոտոկոլ	Լավագույն է համարվում	Բջջայինի կյանք	Յուրաքանչյուր հանգույցի արժեքը
LoRaWAN	Գյուղական/արվարձանային ծածկույթ	10+ տարի	$12–$18
NB-IoT	Բարձր խտությամբ բնակեցված քաղաքային տարածքներ	8–10 տարի	$15–$20
Sigfox	Ցածր տվյալների հաճախականությամբ ցանցեր	7–9 տարի	$10–$14

Կոմունալ ծառայությունները հաճախ ընտրում են LoRaWAN՝ շնորհալու նրա բաց ստանդարտ դիզայնին և գործուղման հնարավորությանը առկա ենթակառուցվածքների հետ:

Իրական ժամանակում հսկողություն և տվյալների վրա հիմնված ջրի կառավարում

Իրական ժամանակում հսկողության և հեռակա տվյալների փոխանցման առավելությունները կոմունալ ծառայությունների համար

Անվատ աշխատող ջրաչափիչ ցանցերը օգնում են կոմունալ ընկերություններին կեղտաջրերի արտահոսքը հայտնաբերել ավելի քան կեսով ավելի արագ, քան նախ, երբ նրանք անընդհատ դիտում են այդ բոլոր հոսող ջրի տվյալները (աղբյուրը ասում է IntechOpen 2024): Երբ իրականացվում է իրական ժամանակի նկատմամբ, այն կրճատում է այդ անարդյունավետ ջրի կորուստները, քանի որ համակարգը ավտոմատ նախազգուշացումներ է ուղարկում ճնշման մակարդակների հետ կապված ցանկացած խնդրի կամ մեկ անձի կողմից հանկարծ ջրի ավելորդ օգտագործման դեպքում: Որոշ համայնքային քաղաքների ուսումնասիրություններ ցույց տվեցին, որ այն վայրերում, որտեղ տեղադրվել էին այս ինտերնետ-միացված հաշվիչներ, նրանց վերանորոգման թիմերը խնդիրներին հասան 72 տոկոսով ավելի արագ, քան նախ: Դա նշանակում է խողովակների և այլ ենթակառուցվածքների ընդհանուր վնասվածքների նվազում: Կան նաև բազում այլ առավելություններ, ինչպես օրինակ՝ հնարավորությունը հեռական կերպով վերահսկել փականները և ավելի լավ կանխատեսել ապագա ջրի կարիքները, քանի որ այժմ մենք ունենք այս մանրամասն օգտագործման տվյալները

Օգտատերերի ներգրավվածության բարելավումը թվային ջրաչափիչների տեղեկությունների միջոցով

Տնային տնտեսությունները, որոնք հասանելիություն ունեն համացանցային ջրային պորտալներին, կրճատում են սպառումը 15-22% միջին հաշվով՝ հետևելով ժամային սպառման օրինաչափություններին: Ինտերակտիվ վահանակները օգնում են օգտագործողներին.

• Համեմատել իրենց սպառումը հարևանությունների միջին ցուցանիշների հետ
• Կայունացնել խնայողության նպատակներ՝ ավտոմատ արտահոսքի զգուշացումներով
• Վիզուալացնել ջրօգտագործման կամ բարձր հոսքով սարքերի ազդեցությունը ծախսերի վրա

Այս թափանցիկությունը նպաստում է կոմունալ ծառայություններ մատուցող կազմակերպությունների և սպառողների միջև համագործակցությանը՝ խթանելով ջրի կայուն օգտագործման վարքագծին:

Ամպային հարթակներ և տվյալների վերլուծություն համացանցային ջրային կառավարման մեջ

Կենտրոնացված ամպային հարթակները մշակում են ամենօրյա մինչև 2,5 միլիոն տվյալներ՝ աջակցելով անլար հաշվիչներից ստացված տվյալների հիման վրա կայացված ավելի խելացի որոշումների ընդունմանը.

Վերլուծության հնարավորություններ	Վերաikutում
Շլակավորման ալգորիթմ	34% ավելի երկար ծառայության ժամկետ
Չորայի պատասխան մոդելներ	19% ավելի արագ ջրի նորմավորում
Աղտոտող նյութերի հայտնաբերում	98% ճշգրտություն ջրի որակում

Ա վերջիս ինտելեկտուալ ջրի նախաձեռնություն ցույց է տվել, թե ինչպես են մեքենայական ուսուցման մոդելները համեմատում եղանակային կանխատեսումները հաշվիչի տվյալների հետ՝ ջրամբարների մակարդակները օպտիմալացնելու համար, որի արդյունքում միջին չափի քաղաքների համար տարեկան փոխադրման ծախսերը նվազել են 1.2 միլիոն դոլարով։

Հոսքի հայտնաբերում և անվճար ջրի կորուստների նվազեցում

Անվճար ջուրը (NRW) աշխարհային մասշտաբով ծախսեր է առաջացնում 740 միլիոն դոլար ամենամյա (Ponemon 2023), իսկ հոսքերը հնարավոր են 35% կորուստների հնարավորությունը հնացած համակարգերում։ Անհատական ջրի հաշվիչները պայքարում են այդ խնդիրների դեմ անընդհատ հսկողության և ինտելեկտուալ վերլուծության միջոցով, թույլատվելով ավելի արագ հայտնաբերել անարդյունավետությունները, քան ձեռքով ստուգումները։

Անհատական սենսորների և անընդհատ հոսքի վերլուծության կիրառումը վաղ հոսքերի հայտնաբերման համար

Ժամանակակից համակարգերը կիրառում են ուլտրաձայնային սենսորներ և մեքենայական ուսուցում անկանոն հոսքի օրինաչափությունները հայտնաբերելու համար։ Օրինակ, երկարատև ճնշման անկումը 5 PSI-ից ցածր հաճախ ցուցանիշ է մետաղյա խողովակների հոսքերի մասին։ Ա 2024 թվականի ջրային ենթակառուցվածքների զեկույցի ցույց տվեց, որ կազմակերպությունները, որոնք օգտագործում էին այս տեխնոլոգիաները, համեմատաբար ավանդական ակուստիկ մեթոդների դեպքում արտահոսքի վրա արձագանքման ժամանակը կրճատեցին 63%-ով։

Բանալի հաշվիչների ազդեցությունը ոչ եկամտային ջրի (NRW) կրճատման վրա

Անլար հաշվիչներից ստացված անընդհատ տվյալները թույլ են տալիս կազմակերպություններին՝

• Նույնականացնել հաշվիչների անճշտությունները, որոնք նպաստում են երևակայական կորուստներին
• Բացահայտել անարտոն օգտագործումը վարքագծային օրինաչափությունների վերլուծությամբ
• Ծանրաբեռնվածության կառավարումը օպտիմալացնել խողովակների լարվածությունը կրճատելու համար

Համատեղված տեղակայումները AMI-ի և GIS քարտեզագրման հետ 12 ամսվա ընթացքում հասան 22% NRW կրճատման ցուցանիշին։

Ուսումնասիրություն. հաջողված ջրի կորուստների կրճատում AMI/AMR տեխնոլոգիաների կիրառմամբ

Մունիցիպալ կազմակերպությունը, որը սպասարկում է 500,000 բնակիչ, տեղադրեց 2,100 անլար ջրի հաշվիչներ LoRaWAN կապով: Գիշերային հոսքի վերահսկում և ինքնաշխատ զգուշացումներ իրականացնելով, կազմակերպությունը հասավ հետևյալ արդյունքներին՝

Մետրիկ	Նախօրոք տեղադրում	18 ամսվա արդյունքներ
Չհաշվառված ջուր	31%	14%
Թափուր հայտնաբերման ժամանակ	17 օր	2,4 ժամ
Ծախսեր նորոգման համար	$28հազ/ամիս	$9հազ/ամիս

Ծրագիրը ամբողջական վերադարձ է գրանցել 2,3 տարում՝ նվազեցնելով անվճար ջրի ծավալը և բարելավելով գործողությունների արդյունավետությունը:

Տեղակայման մարտահանդեսներ և ծախսերի-եկամուտների հաշվարկ

NB-IoT-ի և LoRa-ի ինտեգրման խոչընդոտները հին ջրային ենթակառուցվածքներում

Անցումը թարմացված ջրային համակարգերին՝ ինտելեկտուալ հաշվիչների օգտագործմամբ, պահանջում է հաղթահարել ինչպես տեխնիկական դժվարացումներ, այնպես էլ բյուջեի սահմանափակումներ: Շատ հին ենթակառուցվածքներ պարզապես չունեն ճիշտ հաղորդակցման նավթանցքեր, այդ իսկ պատճառով ընկերությունները ստիպված են լինում լրացուցիչ միջոցներ ծախսել իրենց համակառուցվածքների վրա, որպեսզի դրանք համատեղելի լինեն NB-IoT կամ LoRa ստանդարտների հետ: Վերջին հետազոտությունները 2025 թվականի սկզբից մասնավոր 5G ցանցերի վերաբերյալ ցույց են տվել, թե ինչու է սա այդքան մեծ խնդիր: Նորաստեղծ IoT սարքերը միացնել հին սարքավորումներին փորձելիս նախագծերը հաճախ ավելի երկար են տևում՝ 30-ից մինչև 45 տոկոսով ավելի երկար, քան նախօրոք էր նախատեսվել, սա պայմանավորված է տարբեր պրոտոկոլների փոխանցման համար անհրաժեշտ համատեղելիության և տեղադրման ընթացքում անակնկալ առաջացած ազդանշանների միջամտության հետ:

Տվյալների անվտանգության և ցանցի հուսալիության հարցերի լուծում անցանցային ջրային հաշվիչների դեպքում

Հակառակ կիբերանվտանգների պաշտպանվելու համար անմանրակրկիտ AMI ցանցերը օգտագործում են ծածկագրավորված հաղորդակցության ստանդարտներ, ինչպիսին են AES-128-ը և հաճախականության թռիչքային սպեկտրային տեխնիկաները: Սակայն կոմունալ ծառայությունները պետք է հավասարակշռենք ծածկագրման ուժն ու էլեկտրակայունությունը՝ մարտկոցի կյանքը պահպանելու համար, հատկապես հեռավոր կամ անմուտք տարածքներում գտնվող հաշվիչների դեպքում:

Բարձր սկզբնական ծախսերի և արդյունավետության երկարաժամկետ խնայումների հավասարակշռումը առանց անհարմարությունների կանխարգելելու համար

Չնայած անմանրակրկիտ հաշվիչների համակարգերը պահանջում են սկզբնական ներդրումների 40-60%-ով ավելի բարձր, քան սովորական կառուցվածքները, սակայն ամենամյա անվճար ջրի կորուստները 18-35%-ով նվազեցնում են: Կոմունալ ծառայությունները, որոնք նախատեսված է բարձր առանց անհարմարությունների գոտիներում տեղակայվեն, սովորաբար եկամտաբերության ցուցանիշին են հասնում 3-5 տարվա ընթացքում՝ պարզեցված վերանորոգման ծախսերի և ճնշման կառավարման շնորհիվ, որը հաստատում է ռազմավարական մոդեռնացման երկարաժամկետ արժեքը:

FAQ բաժին

Ինչ են անմանրակրկիտ ջրի հաշվիչները

Անլար ջրի հաշվիչները սարքեր են, որոնք օգտագործում են տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են ուլտրաձայնային և IoT կապը, ջրի օգտագործման տվյալները ավտոմատ չափելու և փոխանցելու համար առանց ձեռքով հաշվառման կարիքի:

Ինչպե՞ս են համեմատական քաղաք նախաձեռնությունները խթանում անլար ջրի հաշվիչների ընդունումը:

Համեմատական քաղաք նախաձեռնությունները խթանում են անլար ջրի հաշվիչների ընդունումը՝ իրենց կարողության շնորհիվ ապահովել իրական ժամանակում պահանջարկի հսկում, դինամիկ ճնշման ճշգրտումներ և ինտեգրվել համայնքային GIS համակարգերի հետ, որոնք բարելավում են ընդհանուր ջրի կառավարումը և արդյունավետությունը:

IoT-ն ի՞նչ դեր է խաղում անլար ջրի հաշվիչների ցանցերում:

IoT-ն անլար ջրի հաշվիչների ցանցերն է ապահովում՝ թույլատվելով հաշվիչներին ավտոմատ փոխանցել սպառման տվյալները, նվազեցնել սխալները և տրամադրել մանրամասն տեղեկություն ջրի օգտագործման վերաբերյալ, որն ավելացնում է արդյունավետությունը և կրճատում ծախսերը:

Ո՞ր հիմնախնդիրներն են առկա ջրային ենթակառուցվածքներում NB-IoT և LoRaWAN տեխնոլոգիաների տեղակայման գործում:

Բարդադրում են նաև հնացած ենթակառուցվածքների տեխնիկական վերակառուցման, բյուջեի հետ կապված հարցերի և ազդանշանների միջամտության ու ցանցի ինտեգրման հետ կապված խնդիրները, որոնք կարող են երկարացնել նախագծի իրականացման ժամկետները: