Wie in Pumps & Systems
veröffentlicht. Niemand versteht den schlechten Zustand des Managements der Wasser- und Abwasserinfrastruktur in vielen Städten und Gemeinden der USA besser als Fachleute für öffentliche Arbeiten. Aufgrund knapper Budgets und eines Mangels an breiter öffentlicher Anerkennung des Problems wurden notwendige Verbesserungen in einigen Fällen um Jahre oder sogar Jahrzehnte aufgeschoben.
Das Problem ist nicht auf prominente öffentliche Fälle wie in Flint, Michigan, beschränkt. Studien haben Wasserverluste zwischen Quelle und Ziel von bis zu 46 Prozent ergeben. Verluste dieser Größenordnung sind auf lange Sicht eindeutig nicht tragbar. Dennoch ist ein “Aufreißen und Ersetzen” der bestehenden Wasser- und Abwassersysteme nicht machbar, ungeachtet der versprochenen Infrastrukturinvestitionen des Bundes.
Wie können Städte und Gemeinden die Qualität und Verfügbarkeit ihrer öffentlichen Wasser- und Abwassersysteme im Rahmen ihrer Budget- und Ressourcenbeschränkungen schützen? Bei der Beantwortung dieser Frage spielen die verstärkte Nutzung der Datenanalyse und die Technologien des Industrial Internet of Things (IIoT) eine Schlüsselrolle – eine Rolle, die an Umfang und Bedeutung noch zunehmen wird.
Die Verwendung von Daten beim Management von Wasser- und Abwassersystemen ist nichts Neues. Fachleute im öffentlichen Bauwesen verlassen sich seit langem auf Testdaten aus Wasserproben und andere manuell erhobene Metriken, um ihr Produkt und die Effizienz ihrer Verteilungssysteme zu überwachen. Aber diese Daten sind begrenzt und rückblickend; die Ergebnisse geben nur eine Momentaufnahme dessen, was in einem bestimmten Moment in der Vergangenheit geschah. Und die Daten werden selten aggregiert analysiert, wodurch die Gelegenheit verpasst wird, subtile Trends zu erkennen, die eine Frühwarnung vor sich entwickelnden Problemen darstellen könnten.
Ein neues Paradigma
Das IIoT ändert dieses Paradigma. Die Installation von Sensoren an kritischen Kontrollpunkten, die mit Datenaggregations- und Analysesystemen verbunden sind, ermöglicht die kontinuierliche Überwachung, Messung und Analyse einer Vielzahl von Parametern – von der Wasserqualität über die Durchflussraten bis hin zur Anlagenleistung – und liefert Erkenntnisse nahezu in Echtzeit. Die Vorteile sind erheblich.
Betrachten Sie das Wasserverlustproblem. Durch die Platzierung von Sensoren an wichtigen Verteilungspunkten zur Überwachung und Analyse von Durchflussdaten können Betreiber Problembereiche genau lokalisieren und ihre knappen Ressourcen nur auf die Abschnitte konzentrieren, die eine Reparatur oder Aufrüstung erfordern. Wenn sich ein neues Leck entwickelt, können die Bediener in Sekundenschnelle auf das Durchflussproblem aufmerksam gemacht werden, was eine schnellere Reaktion ermöglicht, um Verluste und das Risiko eines Ausfalls zu minimieren. Ebenso bedeutsam ist die Analyse von Daten aus der gesamten Wasser- oder Abwasserinfrastruktur im Laufe der Zeit, die Erkenntnisse liefert, die den Kommunen helfen, fundiertere langfristige Kapitalplanungsentscheidungen zu treffen.
Hochwertige Anwendungen
DasIIoT kann die Verwaltung von Wasser- und Abwassersystemen verändern. Aber es erhöht auch die Notwendigkeit, die Daten zu schützen. Die Gewährleistung einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Datenverfügbarkeit ist ein entscheidender Erfolgsfaktor für die Ausschöpfung des vollen Potenzials von Echtzeitanalysen für hochwertige Anwendungen, wie z. B. die folgenden:
Sicherheit und Compliance
Kontinuierliche Überwachung und Analyse in Echtzeit geben Fachleuten für öffentliche Arbeiten die Möglichkeit, Qualitätsprobleme proaktiv zu erkennen und darauf zu reagieren und so die öffentliche Sicherheit zu schützen. Diese Daten bieten auch eine reichhaltige historische Aufzeichnung zur Unterstützung der Dokumentation der Einhaltung von Vorschriften. Jede Unterbrechung im Fluss dieser Daten könnte jedoch zu betrieblichen Schwierigkeiten führen, die sich auf die Versorgung, den Druck oder andere kritische Leistungsprobleme auswirken könnten. Wenn Daten verloren gehen, könnte diese Lücke zu einer Verletzung der gesetzlichen Vorschriften führen, was eine Geldstrafe zur Folge haben könnte.
Prädiktive Instandhaltung
Kontinuierliche Überwachung und Analyse führen das Asset Performance Management (APM) zu neuen Höhenflügen.
Anstatt zu warten, bis Pumpen oder Ventile ausfallen, sammeln Sensoren Daten über Vibrationen und andere subtile Leistungsschwankungen und speisen sie in Analysemotoren ein, um frühe Anzeichen von Problemen zu erkennen und so Überraschungen zu vermeiden. Da sich die Vorlaufzeit für den Austausch oft auf Wochen erstreckt, ist es entscheidend, im Voraus zu wissen, wann ein Gerät überholt werden muss oder sich dem Ende seiner Lebensdauer nähert, um eine Prozessunterbrechung zu vermeiden.
Die Analytik liefert auch Erkenntnisse, die es den Kommunen ermöglichen, nur das zu reparieren oder zu ersetzen, was tatsächlich ersetzt werden muss, wodurch der Einsatz der finanziellen Ressourcen optimiert wird. Jegliche Unterbrechung dieses Datenflusses könnte jedoch dazu führen, dass die Betreiber für den Zustand von Schlüsselkomponenten “blind” werden, was zu einer unangenehmen Überraschung führen könnte.
Fernüberwachung
Die Fernüberwachung ermöglicht es weniger Personen, viel mehr Anlagen zu überwachen, was zu Arbeitseinsparungen führt, die sich bei diesen Projekten schnell amortisieren können. Dies ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn ältere Mitarbeiter in den Ruhestand treten, und es kann schwierig sein, qualifizierte Talente zu finden, die sie ersetzen können.
Außerdem erspart die Möglichkeit, Systeme mit Geräten zu überwachen, die die Menschen bereits besitzen – wie Smartphones und Tablets – den Kommunen die Anschaffung spezieller Geräte für die Fernüberwachung. Die ununterbrochene Fernverfügbarkeit ist in diesen Umgebungen von größter Bedeutung, da sie sicherstellt, dass die Systeme auch dann kontinuierlich überwacht werden können, wenn kein Personal vor Ort ist.
Wasserschutz
Ein spannendes Beispiel für die Möglichkeiten, die das IIoT bietet, ist das Potenzial, Wetterdaten, einschließlich Temperatur- und Niederschlagstrends, in die Analyse des Anlagenmanagements zu integrieren. Dies kann prädiktive Erkenntnisse liefern, um die Wasserzuteilung und Abwasseraufbereitung drastisch zu verbessern. Diese Erkenntnisse ermöglichen einen proaktiveren Ansatz bei der Verhängung oder Aufhebung von Verboten für die Bewässerung oder das Füllen von Pools oder die landwirtschaftliche Wasserverteilung. Durch die Verbesserung der Sparbemühungen können die Gemeinden kostspielige Kapazitätserweiterungen vermeiden. Ununterbrochene Daten machen es möglich.
Den Grundstein legen
In dem Maße, in dem mehr Fachleute aus dem öffentlichen Dienst erkennen, wie Echtzeit-Datenanalysen in realen Anwendungen einen Mehrwert bieten, werden mehr Kommunen ihre ersten vorsichtigen Schritte auf dem Weg zum IIoT unternehmen. Entwicklungen wie die Smart-City-Initiative ermutigen urbane Zentren, neue, intelligente Überwachungs- und Automatisierungstechnologien einzuführen, um sowohl die Effizienz als auch die Sicherheit der öffentlichen Dienste zu verbessern. In dem Maße, in dem sich die Datenanalyse im öffentlichen Dienst durchsetzt, werden diese Möglichkeiten schließlich auch auf mittelgroße und sogar kleinere Gemeinden übergreifen.
Bei der Planung ihrer IIoT-Roadmap ist es wichtig, jetzt die richtigen Investitionen zu tätigen, um die größtmögliche Amortisation zu gewährleisten. Die Investition in Datensysteme, die die für eine kontinuierliche Überwachung und Analyse erforderliche hohe Verfügbarkeit bieten, ist entscheidend.
Ebenso wichtig ist es sicherzustellen, dass jede neue Dateninfrastruktur angesichts der begrenzten IT-Ressourcen, die für viele Abteilungen für öffentliche Arbeiten typisch sind, einfach zu bedienen und zu warten ist. Wenn heute die richtigen Entscheidungen getroffen werden, werden die Tiefbauämter in der Lage sein, die Vorteile der Verwaltung “intelligenter” Wasser- und Abwassersysteme gleich um die Ecke voll auszuschöpfen.
