简短回答:
- 智能水表改变了公用事业公司能够看到的信息。间隔数据能够揭示月度抄表所掩盖的泄漏、篡改和用水模式。
- 计量和反馈带来的用水量减少是真实的,但平均而言通常较为有限。结果取决于客户使用数据的积极程度。
- 泄漏检测往往是更大的收获。持续的小流量警报能在几天内而非计费周期内发现长流水马桶和灌溉故障。
- 决定推广是否划算的是成本和数据管理,而非水表硬件。
水资源短缺影响着全球很大一部分人口。WHO/UNICEF联合监测计划估计,超过20亿人无法获得安全管理的饮用水,而城市系统还面临人口增长、气候变异和管网老化带来的额外压力。智能水计量已成为公用事业公司试图在节水与服务可靠性和财务可持续性之间取得平衡的核心技术。
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水计量的演变
传统水表是计费工具。它们记录总用水量用于开票,几乎无法提供关于用水方式和时间的任何洞察。公用事业管理者无法了解月度抄表之间发生的事情。
电子智能水表通过产生间隔数据改变了这一状况。设备通常以15分钟或更精细的间隔记录流量,这支持对用水模式、峰值需求以及指示泄漏或篡改的持续小流量进行分析。
国际水协会(IWA)多年来已记录了这些数据的运营价值,其漏损方法论依赖于间隔计量所提供的流量和用水细节。节水效果来自三种机制的共同作用:客户行为改变、更快的泄漏检测,以及关于压力和供水的更优运营决策。
自动泄漏检测能力
持续泄漏监测是智能计量赢得声誉的领域。通过分析用水模式,这些系统能够识别通常指示长流水马桶、滴漏的入户管道或泄漏的灌溉阀门的持续小流量用水。
这一机会的规模很容易被忽视。EPA WaterSense指出,一个漏水的马桶每天可能浪费约200加仑(约760升),足以装满浴缸好几次。传统水表要到下一个计费周期才会暴露这个问题——如果客户能注意到的话。间隔数据能在一两天内标记出这种模式,并支持有针对性的通知。
澳大利亚墨尔本等城市的公用事业试验反复报告了相同的模式:在大型住宅群体中部署水表后,头几个月内就能在相当一部分房产中发现泄漏,修复这些泄漏所节约的水是任何节水宣传都无法触及的。报告的节水量因住房存量年龄和公用事业公司对警报的跟进力度而异,因此有用的规划工作是模拟你自己的泄漏率,而不是照搬别人的百分比。
公用事业公司还从分区计量区域(DMA)分析中获益,其中汇总的水表数据揭示了系统范围的漏损。将输入水量与计费用水量进行比较,可以量化无收益水,并帮助将修复资金引导到损失最大的区域。
客户参与和用水量减少
智能水表为客户提供了他们以前没有的用水信息。门户网站和移动应用显示用水量,与相似家庭进行比较,并向用户提示异常模式。
这是否能转化为节约取决于参与度。关于用水反馈的同行评审文献在两点上是一致的:所有客户的平均效果较为有限,通常只有几个百分点;而对于积极查看数据并收到频繁、具体反馈的家庭,效果要大得多。澳大利亚和欧洲的长期研究表明,如果反馈停止,节约效果会衰减。实际意义:
- 将反馈视为一个项目,而非一个功能。在警报可操作时发送它们。
- 将数据与泄漏通知和维修路径配对,这是最大实测节约的来源。
- 预期商业和工业客户对间隔数据的反应比住宅客户更强烈,因为他们的账单更大,流程也可调整。
公用事业公司还报告说,当用水量可见时,客户关系得到改善。能够看到自己用水量的客户往往更容易接受账单,提出的争议也更少,这减少了呼叫中心的负担,即使用水量没有变化。
分时电价和阶梯定价延伸了同样的理念。智能水表使峰值需求定价成为可能,这减少了系统压力,并可以推迟容量扩建。
计费之外的运营效益
高分辨率用水数据改善了负荷预测、水泵调度和配水系统建模。15分钟分辨率的需求模式对于资本规划而言比月度总量有用得多。
高级计量基础设施(AMI)还与SCADA和其他运营系统集成,因此压力管理可以根据实际需求实现自动化。降低压力既能降低漏损率,也能降低管道破裂频率,这是公用事业公司可获得的最便宜的容量增益之一。
收入保护是另一个不显眼的益处。智能水表能检测篡改、旁路和计量不足。无收益水在全球范围内仍然是一个严重问题;世界银行和IWA估计,许多系统中的损失平均约为产水量的30%,其中既有物理漏损也有商业损失。水表精度和间隔数据直接针对商业损失部分,同时提高了识别物理损失部分的水量平衡的准确性。
实施挑战与解决方案
资本成本。计入通信、安装和数据平台成本后,部署通常每只水表需要数百美元。公用事业公司需要将其与回收水的价值、减少的泄漏持续时间和避免的人工抄表进行权衡。
通信。蜂窝、RF网状网络和电力线载波技术各自在覆盖范围与成本和能力之间进行权衡。密集的城市部署和分散的农村系统往往需要不同的解决方案,而在单一公用事业公司中混合组网是常态。
数据管理。这是最常被低估的部分。来自庞大客户群的间隔计量产生大量数据,公用事业公司需要存储、验证和分析能力以及运行这些工作的人员。收集但未分析的数据不会产生任何节约。
客户沟通。项目的成败取决于信任。客户需要清楚地了解水表的功能、收集哪些数据、如何保护隐私以及存在哪些替代方案。早期、透明的沟通可以防止在其他地方减缓推广的有组织反对。
前进之路
智能水计量持续发展,机器学习分析、声学和卫星泄漏检测以及更广泛的物联网传感器集成都在提升计量网络的能力。趋势是水表正在成为配水网络中众多传感器之一,这个网络能够自我测量和管理。
上海七枚科技有限公司开发与智能计量基础设施互补的流量测量解决方案,为各种规模的市政供水系统提供准确可靠的测量。
经济性越来越倾向于节水而非新增供水。太平洋研究所对加利福尼亚水资源方案的分析反复发现,节水增效措施的单位水成本低于新增供水项目。各市政当局正在做出回应:计量和用水管理正被规划为资源战略,而非计费现代化。
智能水计量已从计费自动化发展为水资源管理平台。随着成本下降和分析技术成熟,各种规模的公用事业公司将加速部署,这正是使城市节水能够在气候和增长所要求的规模上实现的原因。