如今，在許多地區(qū)，傳統(tǒng)上享受著客戶壟斷的水務(wù)公司由于多種因素而不得不發(fā)展，包括監(jiān)管政策的變化、氣候變化的影響以及消費(fèi)者期望的提高。

[[331069]]

據(jù)2019年中發(fā)布的聯(lián)合國(guó)世界水發(fā)展報(bào)告，估計(jì)有36億人生活在每年至少1個(gè)月缺水的地區(qū)，到2050年，全世界60億人將遭受清潔水的短缺。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，自來(lái)水公司正在利用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，并將其運(yùn)營(yíng)數(shù)字化，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)水循環(huán)的有效水管理，從水資源到水龍頭，以及有效的廢水處理以保護(hù)水源。

自來(lái)水公司正處于關(guān)鍵時(shí)刻，需要升級(jí)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，以提高關(guān)鍵運(yùn)營(yíng)的彈性，以服務(wù)于其消費(fèi)者并保護(hù)水資源，而政府和監(jiān)管政策制定者正在采取一些短期和長(zhǎng)期措施，以改善區(qū)域水安全和自給自足。

物聯(lián)網(wǎng)的主要挑戰(zhàn)和影響

對(duì)于公用事業(yè)來(lái)說(shuō)，非收益水是一個(gè)重要問(wèn)題，這是由于基礎(chǔ)設(shè)施陳舊或維護(hù)不善造成的管道泄漏和破損所致。

根據(jù)水管理服務(wù)提供商威立雅(Veolia)在2017年發(fā)布的一份報(bào)告，飲用水網(wǎng)絡(luò)的平均效率為73.7%，導(dǎo)致每年非收入水損失26.3%。一些公用事業(yè)公司通過(guò)納入減少泄漏目標(biāo)來(lái)應(yīng)對(duì)非收入水的挑戰(zhàn)。

例如，法國(guó)里爾市的目標(biāo)是使用基于IoT的水管理解決方案，將其水網(wǎng)絡(luò)性能提高6%，到2023年從79%提高到85%。其他地區(qū)政府也指示公用事業(yè)通過(guò)監(jiān)管政策升級(jí)其供水網(wǎng)絡(luò)。

來(lái)自新加坡、韓國(guó)、以色列和馬耳他等國(guó)家/地區(qū)的一些早期顯著舉措正越來(lái)越多地推動(dòng)著這些國(guó)家的發(fā)展，這些國(guó)家的監(jiān)管政策制定者已要求使用數(shù)字技術(shù)來(lái)改善智能電網(wǎng)，通過(guò)檢漏、監(jiān)測(cè)水壓等手段，將公用事業(yè)的水損失減少到12%以下。

在韓國(guó)，截至2017年底，Gochang Waterworks在高昌縣的24000戶家庭中安裝了智能水表。該智能水表項(xiàng)目不僅提高了基于使用情況的計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而且還使泄漏造成的成本降低了19%。Gochang Waterworks的智能水表部署還帶來(lái)了意想不到的結(jié)果，如公用事業(yè)公司可以通過(guò)提醒親屬或觸發(fā)不用水的家庭進(jìn)行福利檢查，為老年客戶提供更高的安全性。

同樣，英國(guó)的水務(wù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)Ofwat要求水務(wù)公司到2025年將漏水量減少15%，從而迫使水務(wù)公司采取措施，使配送基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化。

在2019年中，South East Water與行業(yè)專家合作進(jìn)行試驗(yàn)，以開(kāi)發(fā)和連接智能水表，并使用沃達(dá)豐的Narrowband-IoT(NB-IoT)網(wǎng)絡(luò)將聲波傳感器放置在地下干線管道上，以精確檢測(cè)和防止配電系統(tǒng)中的泄漏。South East Water正在實(shí)施Xylem的Visenti進(jìn)行軟件分析，以管理和分析安裝在水系統(tǒng)上的傳感器數(shù)據(jù)，例如流量、水位、總體積、壓力和水質(zhì)。

為了滿足自來(lái)水公司對(duì)物聯(lián)網(wǎng)解決方案不斷增長(zhǎng)的需求，區(qū)域電信公司正在與具有水務(wù)專業(yè)知識(shí)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)供應(yīng)商合作，以建立自己的能力。2020年3月，Telefónica宣布與Idrica建立合作伙伴關(guān)系，以開(kāi)發(fā)自來(lái)水公司運(yùn)營(yíng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的解決方案。

隨著技術(shù)硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)的成熟，自來(lái)水公司正在基于成本效益比和資本投資對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行投資，而這并未對(duì)其財(cái)務(wù)預(yù)算造成重大壓力。通常，自來(lái)水公司通過(guò)自動(dòng)化需求側(cè)操作(例如配水網(wǎng)絡(luò))，或某些關(guān)鍵的供給側(cè)操作(例如監(jiān)視其包括大壩、水庫(kù)和水處理廠的水資源)來(lái)開(kāi)始其數(shù)字化之旅。

但是，由于各種優(yōu)點(diǎn)以及解決方案生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)成熟，自來(lái)水公司越來(lái)越多地采用智能水表。專用公共和專用低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)可用性也降低了硬件和網(wǎng)絡(luò)的成本。

ABI Research估計(jì)，全球水務(wù)公司的智能水表安裝量將累計(jì)增長(zhǎng)28%，到2026年將達(dá)到近4億臺(tái)。

人工智能對(duì)開(kāi)發(fā)綜合水資源管理系統(tǒng)的影響

隨著水務(wù)公司部署智能水表、傳感器和其他物聯(lián)網(wǎng)硬件，水務(wù)公司將不可避免地處理越來(lái)越多的數(shù)據(jù)。

例如，智能水表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在水表數(shù)據(jù)管理(MDM)平臺(tái)中，該平臺(tái)專門設(shè)計(jì)用于管理特定要求存儲(chǔ)和處理的數(shù)百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備中的大量數(shù)據(jù)。MDM軟件為公用事業(yè)提供了一個(gè)水平平臺(tái)，用于跨多個(gè)應(yīng)用集成公共數(shù)據(jù)資源，例如計(jì)費(fèi)、資產(chǎn)管理和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)管理。實(shí)踐應(yīng)用中各個(gè)業(yè)務(wù)部門擁有和使用的這種水平數(shù)據(jù)管理平臺(tái)有助于業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的順暢進(jìn)行，從而提高了整體效率并降低了成本。

最近發(fā)生的COVID-19大流行給水務(wù)公司在資源有限的情況下繼續(xù)向客戶提供關(guān)鍵服務(wù)的能力造成了極大壓力。當(dāng)我們走出大流行之時(shí)，公用事業(yè)公司應(yīng)利用數(shù)字工具優(yōu)化和自動(dòng)化除智能計(jì)量和計(jì)量到現(xiàn)金應(yīng)用之外的許多水管理操作，從而使其供應(yīng)鏈對(duì)未來(lái)的沖擊更具彈性。

公用事業(yè)公司應(yīng)該對(duì)水資源綜合管理系統(tǒng)(IWRMS)形成一個(gè)長(zhǎng)期的整體規(guī)劃，該系統(tǒng)將作為其所有資產(chǎn)的中央記錄系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

最后，自來(lái)水公司應(yīng)與技術(shù)服務(wù)提供商和系統(tǒng)集成商合作，仔細(xì)評(píng)估人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)技術(shù)的創(chuàng)新，這些創(chuàng)新有助于實(shí)時(shí)有效地將多個(gè)來(lái)源的數(shù)據(jù)處理為可操作的運(yùn)營(yíng)見(jiàn)解。

在這里，AI被定義為機(jī)器展示的試圖模擬或復(fù)制人類行為和能力的智能。過(guò)去，“ if-then”規(guī)則集是AI系統(tǒng)采用的一些模型。近年來(lái)，ML已開(kāi)始獲得良好的發(fā)展勢(shì)頭。 ML是AI的子集，它描述了創(chuàng)建、訓(xùn)練和執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的過(guò)程，其明確目標(biāo)是改善對(duì)給定任務(wù)的分析并獲得可衡量的性能結(jié)果。

當(dāng)公用事業(yè)公司評(píng)估各種物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)時(shí)，他們還需要決定是否要投資云中或邊緣的AI基礎(chǔ)架構(gòu)。幾乎所有的AI訓(xùn)練和推論都在云中執(zhí)行。由于云網(wǎng)絡(luò)的可伸縮性和靈活性，許多組織選擇依賴于云計(jì)算，存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

一些云AI應(yīng)用包括與公用事業(yè)公司的企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)或客戶關(guān)系管理(CRM)系統(tǒng)的集成，例如賬單環(huán)系統(tǒng)，用于客戶服務(wù)的客戶聊天機(jī)器人，庫(kù)存管理和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)管理操作，從而提高了效率和減少人工干預(yù)。

隨著AI和ML解決方案生態(tài)系統(tǒng)的成熟，AI功能的執(zhí)行將越來(lái)越靠近邊緣設(shè)備。這主要受更便宜的邊緣硬件、增強(qiáng)的數(shù)據(jù)安全性、對(duì)延遲敏感的企業(yè)以及關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用推動(dòng)。

Edge AI還將使公用事業(yè)公司能夠創(chuàng)建自動(dòng)化的閉環(huán)系統(tǒng)，以連續(xù)監(jiān)控關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行狀況，從而通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的資產(chǎn)管理，并在系統(tǒng)中建立必要的冗余以減少停機(jī)時(shí)間并提高可靠性。

通過(guò)將各種遙感和影像解決方案與地理信息系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合使用，公用事業(yè)公司可以繪制地圖并監(jiān)控其水資源。使用智能水表數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確了解最終用戶的用水量，并提高需求和供應(yīng)方預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

但是，重要的是要注意，今天，隨著AI復(fù)雜性水平的提高，以獲得更準(zhǔn)確的見(jiàn)解，成本價(jià)值比的回報(bào)越來(lái)越小。

總之，物聯(lián)網(wǎng)，人工智能和其他新興數(shù)字技術(shù)有潛力通過(guò)改善日常用水管理，并應(yīng)對(duì)水資源安全以及對(duì)自然災(zāi)害和氣候變化的適應(yīng)力的長(zhǎng)期挑戰(zhàn)，來(lái)改變水務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)和人工智能還將在規(guī)劃和設(shè)計(jì)用于分布式水和衛(wèi)生系統(tǒng)的水微電網(wǎng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

由于水務(wù)公司采用物聯(lián)網(wǎng)，因此重要的是制定數(shù)字化路線圖，同時(shí)將客戶和業(yè)務(wù)成果作為重點(diǎn)。