Утасгүй усны шахуурга нь шахуургын технологид яагаад дэлхий юм вэ?

Утасгүй усны тоолуур технологийн хөгжил ба зах зээлийн хөдөлгүүрүүд

Утасгүй усны тоолуур технологийг ойлгох ба түүний хугацааны дагуу хөгжих зам

Утасгүй усны тоолуур нь 1970-аад онд механик төхөөрөмжөөр эхлээд энэ хүртэл томоохон явц үзүүлсэн. Өнөөдөр ихэнх загварууд нь батерей дээр ажилладаг бөгөөд ультразөөн технологийг ашиглан нарийн төвөгтэй дохио боловсруулах аргуудыг хэрэглэдэг бөгөөд хэмжилтийн нарийвчлал нь индустрийн стандартын дагуу 2024 онд дунджаар ±1% байна. 2000-2010 онд компаниуд гар аргаар уншиж байсан тоолуураас утасгүй (AMR) системд шилжихэд үйл ажиллагааны зардлыг дөрөвний гураваар бууруулж чадсан. Хамгийн сүүлийн гурав дахь үеийн тоолуурууд нь LoRaWAN протокол зэрэг ашиглан шууд оюунлаг хотын сүлжээнд холбогдож, сарын нэг удаагийн гар аргын шалгалтаас татгалзан цаг тутамд мэдээллээ 15 минут тутамд илгээдэг болсон.

Оюунлаг Хотын Эрчимт Ажиллагаа Нь Утасгүй Усны Тоолуурыг Хэрэглэхийг Дэмжиж Байна

Хотжилт, усны дутагдлын улмаас АНУ-ын 78% хот нь оюунлаг усны инфраструктурын шинэчлэлтэнд приоритет өгч байна ( PR Newswire 2024 ) Утасгүй усны тоолуурууд нь эдгээр аж ахуйн гүйцэтгэлүүдийг хэрэгжүүлэх үндсэн хэсгүүд болгон ажилладаг:

• 500+ өрхийн бүлгүүдийн хувьд бодит цагийн эрэлт хэрэгцээг хянах
• Хоолойн эвдрэлийг 33%-иар бууруулах динамик даралтын тохируулга
• Дүүрэг дэх хөрөнгийн удирдлагыг сайжруулахад зориулсан нийслэлийн ГИС системтэйгээ холилдох чадвартай интеграци

2023 оны дөрөвдүгээр улиралд утасгүй технологийг ашиглан Сөүл хотын дүүрэгт хийсэн усны тоолуурт 6 сарын дотор усны хэрэглээг 12%-иар бууруулжээ. Энэ нь том хотын орчинд ийм шийдлийн масштабыг харуулж байна.

Хэмнэлтийн салбарт IoT-ийн өсөлт болон холбогдсон усны тоолуурт технологийн дэлгэрэлт

Технавио компанийн өмнөх жилийн судалгаагаар энэ арван жилийн эцэст ухаалаг усны тоолуурын ерөнхий дүн дэлхийд ойролцоогоор 9 тэрбум ам.доллар байх боломжтой юм. Энэ хандлагын гол шалтгаан нь усны компаниудын 2/3 нь одоо л Даугааны эзэнт технологийг ашиглаж эхэлсэн байна. Олон улсын усны эвсийн тоо мэдээллээр жилд бүх усны 30-35 хувь нь гэмтэл эсвэл хууль бусаар хэтрүүлэх замаар алдагдаж байгаа нь энэ технологийн шаардлагатай байдалд нотолгоо болох юм. Орчин үеийн тоолуурт систем нь энэ төрлийн асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд хэд хэдэн чухал технологийн бүрэлдэхүүн хэсгийг нэгтгэн ашигладаг.

Технологи	Анх амын үзүүлэлт
NB-IoT холболт	20 жилийн баттерейн амьдрал тоолуурт
Клауд шинжилгээ	гэмтлийг илрүүлэх хурд 90% сайжирсан
Хоёр чиглэлд харилцах холболт	Динамик тарифын хэрэгжилтийг боломжтой болгох

Усны байгууллагууд талбайн дундаж 18-н сарын өгөөжийг тайлаггасан бөгөөд энэ нь талбайд хийгдэх аялал аялалын тоог бууруулах, орлого бус усны (NRW) алдагдлыг ихэд бууруулах замаар цацрагийн тоолуурт системийг сонголтот төхөөрөмжөөс илүү үндсэн дэд бүтцийн чухал хэсэг болгон хөгжүүлж байгааг харуулж байна.

Усны тоолуурын IoT холболт болон утасгүй холболтын протокол

Оюун ухаантай, утасгүй усны тоолуурт шүлхий сүлжээнд IoT-ийн үүрэг

IoT холболт нь утасгүй усны тоолуурууд хэрэглээний мэдээллийг автоматаар дамжуулах боломжийг олгож, гар аргаар унших алдааг арилгаж, нарийн хэрэглээний мэдлэгийг олгоно. " 2024 оны усны инфраструктурын тайлан "-аас үзэхэд IoT-ийн систем нь үйл ажиллагааны зардлыг 18%-иар бууруулж, хуучин системтэй харьцуулахад урсгалын мэдээллийн хариу үйлдлийг 32%-иар сайжруулдаг.

NB-IoT болон LoRaWAN-ийн AMI системд интеграцлах

Narrowband IoT (NB-IoT) болон LoRaWAN протоколууд нь гүнзгий дохио дамжуулах чадвар, масштаблах боломжийн төлөө AMI-ийн орчин үеийн байршлуудад эзлэх байр эзэлдэг. Эдгээр протоколууд нь цахилгаан эрчим хүчээр ажилладаг тоолууруудыг хүрэх боломжгүй газруудад байрлуулах боломжийг олгож, 10+ жилийн үйлчилгээний хугацааг хадгалан ашиглах боломжтой тул томоохон хот суурин газруудад тархахад тохиромжтой.

Урт зай, бага цахилгаан хэрэглээний мэдээлэл дамжуулах LPWAN технологи

Бага чадлын өргөн зурвасын сүлжээнүүд (LPWAN) нь 2–15 км радиустай, цахилгааныг идэвхитэй хэмнэж ажилладаг тул аймгийн усны системд тохиромжтой байдаг. LPWAN-ийг ашигласан тоолуурууд нь устай холбоотой даралт буурахыг илүү хурдан, 45%-иар илүү хурдан илрүүлдэг бөгөөд энэ нь урьдчилан сэргийлэх боломжийг сайжруулдаг.

Усны тоолуурын утасгүй протоколуудыг харьцуулах

Протокол	Шилдэг нь	Батерейны амьдрал	Зах зээлийн үнэ
LoRaWAN	Хөдөө/дүүрэг хамрах	10 жил	$12–$18
NB-IoT	Шигүү суурьшсны хот суурин газар	8–10 жил	$15–$20
Sigfox	Бага өгөгдлийн хурдны сүлжээ	7–9 жил	$10–$14

ЛораВАН-ыг нээлттэй стандарт загвар болон оршин тогтнож буй инфраструктуртай сайн нийцэх чадвартай байдгаараа томоохон хэмжээнд сүлжээ түгээхэд ихэвчлэн сонгодог.

Бодит цагийн хяналт ба өгөгдөлд суурилсан усны удирдлагын систем

Бодит цагийн хяналтын болон холын зайн өгөгдөл дамжуулахын давуу талууд

Усны хэмжүүр сүлжээнүүд нь утасгүйгээр ажилладаг тул тэдгээрийн үржүүлэн ашигладаг усны мэдээллийг тасралтгүй хянах замаар ашиглалтын компаниуд урьд хаалттай байсан усны дутагдлыг түрүүлэн илрүүлэх боломжийг олгодог (IntechOpen 2024). Бодит цагийн хяналт хийгдэж байгаа үед даралт тогтвортой байдал эсвэл хэн нэгэн гэнэтийн их хэмжээгээр ус хэрэглэж эхэлсэн үед систем автоматаар мэдэгдэл илгээдэг тул орлого үүсгэдэггүй усны алдагдлыг бууруулдаг. Зарим оюунлаг хотын судалгаанууд нь интернетээр холбогдсон хэмжүүрүүдийг суурилуулсан газруудын засварын багууд нь асуудлуудад хүрэх хурд нь 72 хувь хурдассан байна гэж харуулжээ. Энэ нь цацраг, бусад дэд бүтцийн хор хөнөөл багасахыг хэлнэ. Мөн холоос хянах боломжтой болон ирээдүйн усны хэрэгцээг илүү нарийвчлалтай таамаглах боломжийг олгодог.

Цахим усны хэмжүүрийн мэдлэгийг ашиглан хэрэглэгчийн оролцоог сайжруулах

Цаг тутмын хэрэглээг хянах замаар орчин үеийн усны гаралттай өрхүүд дунджаар 15–22% хэрэглээг бууруулдаг. Харилцан ярилцдаг самбар нь хэрэглэгчдэд дараахь зүйлсийг хийх боломжийг олгодог:

• Өөрийн хэрэглээнээ хөршүүдийн дундажтай харьцуулах
• Автоматжуулсан урсгалын мэдэгдэлтэй хамт хадгалалтын зорилго тогтоох
• Усалгаа эсвэл өндөр урсгалтай багажны үнэтэй холбоотой нөлөөг харах

Энэ нь ашиглалтын байгууламж болон хэрэглэгчдийн хооронд хамтын ажиллагааг эрчимжүүлж, тогтвортой усны ашиглалтын бодлогыг дэмждэг.

Сүүлийн платформ болон мэдээллийн шинжилгээ ухаалаг усны удирдлагад

Төвийн сүүлийн платформ нь утасгүй тоолуураас өдөрт дунджаар 2.5 сая мэдээллийн цэгийг боловсруулж, ухаалаг шийдвэрлэх арга замыг таамаглах шинжилгээнд дэмждэг:

Шинжилгээний онцлог	Анх амын үзүүлэлт
Гулзайлтын хоолойн хиймэл оюун ухаан	34% урт хугацааны ашиглалтын нас
Хуурайшилтын үед ашиглах загварууд	усны хуваарилалтыг 19%-иар хурдан зохицуулах
Бохирдлын бодисыг илрүүлэх	усны чанарын 98% нарийвчлал

А саяхны оюун ухаант усны аж ахуйн гэрээ машин сургалтын загварууд цаг агаарын урьдчилсан мэдээллийг тоолуурын өгөгдөлтэй харьцуулан нөөцийн түвшинг оновчлох, дунд зэрэг хотуудад жилд нь насослох зардлыг 1.2 сая доллар-аар бууруулах боломжийг харуулжээ.

Ус алдагдлыг илрүүлэх болон орлого бус усны хэмжээг багасгах

Орлого бус ус (NRW)-ийн улмаас дэлхийн хэмжээнд жил бүр $740 сая ам.долларын алдагдал гардаг бөгөөд (Ponemon 2023) эдгээр алдагдлын 35% нь хуучирсан системийн ус алдагдлын улмаас үүдэлтэй. Утасгүй усны тоолуурууд нь энэ асуудлыг байнгын хяналт болон ухаалаг шинжилгээгээр шийдвэрлэх боломжийг олгох бөгөөд гарын авлагаар хийх шалгалтаас илүү хурдан байдлаар алдагдлыг илрүүлэх боломжтой.

Утасгүй датчикууд болон урсгалын байнгын шинжилгээг ашиглан ус алдагдлыг эрт илрүүлэх

Одоогийн системүүд усны ультразөөн датчик болон машин сургалтыг ашиглан урсгалын дэвшилтгүй байдалыг илрүүлдэг. Жишээлбэл, металлын хоолойд даралт 5 PSI-аас доош урт хугацаагаар унах нь ус алдагдлын гол шинж тэмдэг байдаг. А 2024 оны усны инфраструктурын тайлан эдгээр технологийг ашигладаг ашиглалтын үйлчилгээний үйлчилгээний хугацааг дууны арга хэмжээнээс 63% бууруулсаныг харуулжээ.

Орлого бус усны балансыг (NRW) бууруулахад ухаалаг тоолуурын нөлөө

Утасгүй тоолуурнаас байнгын мэдээлэл олж авснаар ашиглалтын үйлчилгээний байгууллагууд дараахь ажлуудыг хийх боломжтой болдог:

• Илүү алдаатай тоолуурыг илрүүлэх
• Хэрэглээний загварыг шинжилгээгээр хянах замаар зөвшөөрөлгүй хэрэглээг илрүүлэх
• Цахилгаан даралтыг оновчтой удирдах замаар цахилгаан хоолойд ачаалал бууруулах

AMI-г GIS зургийн системтэй хослуулан суурилуулснаар 12 сарын дотор NRW-г 22% хүртэл бууруулж чаджээ.

Туршлагын жишээ: AMI/AMR технологийг ашиглан ус алдалтыг амжилттай бууруулах

500,000 хүн амд үйлчилдэг нийтийн ашиглалтын байгууллага LoRaWAN холболтыг ашиглан 2,100 утасгүй усны тоолуур суурилуулсан. Шөнийн цагт урсгалыг хянах, автоматаар мэдэгдэл илгээх системийг нэвтрүүлснээр дараах үр дүнд хүрсэн:

Тооноор	Суурилуулахаас өмнө	18-сарын дараах үр дүн
Тодорхой бус ус	31%	14%
Ус алдаж буй цэгийг илрүүлэх хугацаа	17 өдөр	2.4 цаг
Засварын зардал	$28,000/сар	$9,000/сар

Энэ төсөл нь алдагдсан усны хэмжээг бууруулах, үйл ажиллагааны үр ашгийг сайжруулах замаар 2.3 жилийн дотор бүтэн хөрөнгө оруулалтын буцаалт авч ирсэн.

Хэрэгжүүлэлтийн дарамт, зардал-ашиг харьцааны талаархи бодол

NB-IoT болон LoRa-гийг урд үеийн усан хангамжийн системд нэвтрүүлэхэд тулгарч буй бэрхшээлүүд

Хуучин усан хангамжийн системийг утасгүй тоолууртай технологиор шинэчлэх нь техникийн бэрхшээл болон санхүүгийн асуудалд хүргэдэг. Ихэнх хуучин дэд бүтцүүд нь NB-IoT эсвэл LoRa стандарттай ажиллахын тулд шаардлагатай холболтын цэгүүдийг анхнаас нь бүтээж өгөөгүй байдаг тул компаниуд системийг шинэчлэхэд нэмэлт мөнгө зарцуулдаг. 2025 оны эхний үеийн хувийн 5G сүлжээний талаарх судалгаагаар энэ асуудал яагаад чухал байгааг тайлбарлаж байна. Шинэ IoT төхөөрөмжүүдийг хуучин төхөөрөмжтэй холбох гэж оролдож байхад төсөл нь төлөвлөснөөсөө 30-45 хувь урт хугацаа шаардагддаг. Энэ нь протоколуудыг хөрвүүлэх, тогтвортой бус дохионы бэрхшээлүүдээс шалтгаалан үүсдэг.

Утасгүй усны тоолуурт мэдээллийн аюулгүй байдал болон сүлжээний итгэмжтэй ажиллагааг хангах нь

Хүчирхийлэгч урьдчилан сэргийлэхийн тулд утасгүй AMI сүлжээ AES-128 болон давтамжийн өргөтгөлтийн спектрийн зурааны аргууд шиг шифрлэлтийн протоколуудыг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч, цахилгаан хэрэгслийн үйлчилгээний батерейн амьдралыг хадгалахын тулд шифрлэлтийн хүчийг цахилгаан хэрэглээгээрээ тэнцвэртэй байлгах нь тухайн тоолуурын хол хүрээгүй эсвэл хүрэх боломжгүй газруудад байршихад маш чухал байдаг.

Эхний өртгийг урт хугацааны хэмнэлттэй тэнцвэрлэх нь хаялтыг сэргийлэх болон үр ашигтай байдлыг сайжруулахад чиглэгддэг

Утасгүй тоолуурт систем нь хэвийн тогтоосон системээс 40–60% илүү өндөр анхны хөрөнгө оруулалт шаарддаг ч жилдээ орлогын бус усны алдагдлыг 18–35% бууруулдаг. Өндөр хаялттай бүсэд байршуулалтыг эрхэмчлэн хийдэг цахилгаан хэрэгслийн үйлчилгээний байгууллагууд нь засварын зардлыг бууруулах, даралтыг оновчтой удирдах замаар 3–5 жилийн дотор хөрөнгө оруулалтаа бүрэн олж хүрээгүй байдаг бөгөөд энэ нь урт хугацааны үнэ цэнийг баталдаг.

НӨАТ-ын хэсэг

Утасгүй усны тоолуур гэж юу вэ?

Утасгүй усны тоолуур нь ультразөөн, IoT холболтын технологийг ашиглан усны хэрэглээг автоматжуулан хэмжих, мөн гар утасгүйгээр өгөгдөл дамжуулах төхөөрөмж юм.

Оюунлаг хотын аж ахуйн үйл ажиллагаанууд нь утасгүй усны тоолуурын хэрэглээг хэрхэн нэмэгдүүлж байна вэ?

Оюунлаг хотын аж ахуйн үйл ажиллагаанууд нь утасгүй усны тоолуурыг хэрэглэхэд нөлөөлж буй шалтгаан нь усны эрэлтийг бодит цагт хянах, даралтыг уян хатан тохируулах, хотын ГИС системтэй интеграцлах чадвартай бөгөөд усны удирдлагыг сайжруулах, үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд оршино.

IoT нь утасгүй усны тоолуурт ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

IoT нь утасгүй усны тоолуурт хэрэглэгчийн хэрэглээний өгөгдлийг автоматжуулан дамжуулах боломжийг олгох замаар алдааг бууруулж, усны хэрэглээний нарийн мэдээллийг олж үр ашгийг сайжруулж, зардлыг бууруулдаг.

Усны инфраструктурт NB-IoT ба LoRaWAN-г нэвтрүүлэхэд ямар сорилт байдаг вэ?

Сорилт нь хуучин дэд бүтцийг техникийн шинэчлэлтээр хангах, төсөвтэй холбоотой асуудал, мөн дохионы саатал, сүлжээний интеграц болон төслийн хугацааг богиносгох асуудал юм.