Pumps & Systems』誌に掲載されているように、米国の多くの都市や自治体における上下水道インフラの管理状況を、公共事業の専門家ほどよく理解している人はいません。逼迫した予算とこの問題に対する一般の人々の認識の欠如により、必要とされる改善が何年も、場合によっては何十年も延期されています。
この問題は、ミシガン州フリントのような著名な公共のケースに限ったことではありません。調査によると、水源から水の流出量は46％にも上ることが明らかになっています。この規模の損失は明らかに長期的には持続不可能です。しかし、既存の上下水道システムを「引き裂いて交換」することは、連邦政府のインフラ投資が約束されているにもかかわらず、実行可能ではありません。
市や町は、予算や資源の制約の中で、どのようにして公共の上下水道システムの品質と可用性を守ることができるのでしょうか。データ分析と産業用モノのインターネット(IIoT)技術の利用の増加は、この疑問に答えるために重要な役割を果たしており、その役割は範囲と重要性を増していくでしょう。
上下水道システムの管理におけるデータの利用は、何も新しいことではありません。公共事業の専門家は、製品や配水システムの効率を監視するために、長い間、水サンプルやその他の手動で収集したメトリクスからのテストデータに頼ってきました。しかし、このデータは限られたものであり、過去の特定の瞬間に何が起こっていたかのスナップショットを提供しているに過ぎません。また、データを集計して分析することはほとんどなく、問題の発生を早期に警告できるような微妙な傾向を特定する機会を逃しています。
新しいパラダイム
IIoT は、このパラダイムを変えます。重要なコントロールポイントにセンサーを設置し、データ集約・分析システムと連動させることで、水質から流量、機器の性能まで、さまざまなパラメータを継続的に監視・測定・分析し、ほぼリアルタイムで知見を得ることができます。そのメリットは非常に大きいものです。
水損失の問題を考えてみましょう。流量データを監視・分析するために主要な配水ポイントにセンサーを設置することで、オペレーターは問題のある場所を正確に特定し、修理やアップグレードを必要とするセクションだけに限られたリソースを集中的に使用することができます。新たな漏水が発生した場合、オペレータは数秒で流量の問題を警告することができ、損失と停電のリスクを最小限に抑えるための迅速な対応が可能になります。同様に重要なこととして、上下水道インフラ全体のデータを長期的に分析することで、地方自治体がより多くの情報を得た上で長期的な資本計画の決定を下すのに役立つ洞察が得られます。
高価値アプリケーション
IIoTは、上下水道システムの管理を大きく変える可能性があります。しかし、データを保護する必要性も高まります。継続的で途切れないデータの可用性を確保することは、以下のような価値の高いアプリケーションでリアルタイム分析の可能性を最大限に活用するための重要な成功要因となります。
安全とコンプライアンス
リアルタイムで継続的なモニタリングと分析を行うことで、公共事業の専門家は、公共の安全を守るために、品質問題を事前に特定して対応する能力を身につけることができます。また、このデータは、コンプライアンス文書をサポートする豊富な履歴記録を提供します。しかし、このデータの流れが途絶すると、供給、圧力、またはその他の重要な性能問題に影響を及ぼす可能性のある運用上の問題が発生する可能性があります。データが失われた場合、このギャップが規制コンプライアンス違反につながり、罰金が科せられる可能性があります。
予測メンテナンス
継続的なモニタリングと分析により、資産パフォーマンス管理（APM）を新たな高みへと導きます。
ポンプやバルブが故障するのを待つのではなく、センサーが振動やその他の微妙な性能変動に関するデータを収集して分析エンジンに送り、問題の早期兆候を検出することで、予期せぬ事態を回避します。交換のリードタイムは数週間に及ぶことが多いため、オーバーホールが必要な機器や寿命が近づいている機器を事前に知ることは、プロセスの中断を避けるために非常に重要です。
また、アナリティクスは、自治体が実際に交換が必要なものだけを修理または交換することを可能にし、財源の使用を最適化するための洞察力を提供します。しかし、このデータフローが中断されると、オペレーターが主要コンポーネントの状態を事実上「見えなくなる」可能性があり、不愉快な驚きを招くことになります。
リモート監視
リモートモニタリングにより、より少ない人数でより多くの資産を監視できるようになり、結果として省力化が図られ、これらのプロジェクトの投資対効果をすぐに示すことができるようになります。これは特に、高齢者が退職し始め、それに代わる有能な人材を見つけることが困難になる中で重要なことです。
また、スマートフォンやタブレット端末などの身近な機器を使ってシステムを監視できるため、自治体が遠隔監視用の専用機器を購入する必要もありません。このような環境では、現場にスタッフがいなくても、システムを継続的に監視できるようにするために、中断のないリモートアベイラビリティが最も重要です。
水の保全
IIoT がもたらす可能性の一例として、気温や降水量の傾向などの気象データをプラント管理の分析に統合できる可能性があります。これにより、水配分や排水処理を劇的に改善するための予測的な洞察を得ることができます。このような洞察力により、プールへの散水や水入れ、農業用水の配水などの禁止を宣言したり解除したりする際に、より積極的なアプローチが可能になります。節水の取り組みを改善することで、自治体はコストのかかる容量の拡大を避けることができます。途切れることのないデータがそれを可能にします。
地盤整備
より多くの公共事業の専門家が、リアルタイムのデータ分析が実際のアプリケーションにどのような価値をもたらすかを認識するようになれば、より多くの自治体がIIoT の旅の最初の一歩を踏み出すことになるでしょう。確かに、Smart City Initiativeのような動きは、公共サービスの効率性と安全性の両方を向上させるために、新しいインテリジェントな監視・自動化技術の導入を都市部に促しています。データ分析が公共事業の主流になれば、これらの機能は中規模や小規模のコミュニティにも普及していくでしょう。
公共事業や自治体のリーダーがIIoT のロードマップを計画する際には、最大の見返りを確保するために、今、適切な投資を行うことが重要です。継続的なモニタリングと分析に必要な高可用性を備えたデータシステムへの投資が重要です。
同様に重要なのは、多くの公共事業部門に典型的な限られたITリソースを考慮して、新しいデータ・インフラストラクチャが操作が簡単でサービス可能であることを確認することです。今日の正しい判断によって、公共事業部門は、「インテリジェントな」上下水道システムの管理から十分な利益を得ることができるようになります。
