发表于《泵与系统（Pumps & System）》杂志
公共工程专业人员比任何人都更了解美国许多城市和市政当局的水和废水基础设施管理的糟糕状况。由于预算紧张，加上公众对这一问题缺乏广泛认知，改善措施被推迟了数年甚至数十年。
不只密歇根州弗林特等突出的公共领域存在这一问题。研究显示，水源地和目的地之间的水损失高达46%。长期来看，这种程度的损失显然是不可持续的。然而，虽然联邦政府承诺对基础设施进行投资，但将现有的供水和废水系统“推倒重来”是不可行的。
城镇如何通过有限的预算和资源，保护公共供水和废水系统的质量和可用性？数据分析和工业物联网(IIoT)技术的应用不断增加，对解决这一问题起到关键作用–而且其应用范围以及重要性越来越大。
在水和废水系统的管理中使用数据并不是新鲜事。长期以来，公共工程专业人员一直依靠水样的测试数据和其他人工收集的指标来监测产品和分配系统的效率。但这种数据有局限性，而且是回顾性的；结果只能提供过去某个特定时刻发生的事情的快照。而且人们很少对这些数据进行综合分析，从而错失了识别微妙趋势的机会，而这些微妙趋势可以为正在发展的问题提供预警。
新范式
IIoT改变了这种模式。在关键控制点安装传感器，并与数据汇总和分析系统相连接，可以对各种参数进行连续监测、测量和分析–从水质到流速到设备性能–提供近乎实时的洞察力。其优势是显著的。
考虑到水的损失问题。通过在关键配水点放置传感器来监测和分析流量数据，运营商可以准确定位问题区域，并将稀缺资源仅用于需要维修或升级的部分。如果出现新的泄漏点，运营商可以在几秒钟内收到流量问题的警报，从而加快响应速度，将损失和停机风险降到最低。同样重要的是，随着时间的推移，整个供水或废水基础设施的分析数据，可以提供洞察，帮助市政当局做出更明智的长期资本规划决策。
高价值应用
IIoT可以改变水和污水处理系统的管理。但它也增加了保护数据的需要。确保持续、不间断的数据可用性，是充分挖掘高价值应用的实时分析潜力的关键成功因素，例如：。
安全与合规
实时、持续的监测和分析使公共工程专业人员能够主动识别和应对质量问题，保护公共安全。这些数据还提供了丰富的历史记录，可用于支持合规文档。然而，这种数据流的任何中断都可能导致运营中断，从而影响供应、出现压力或其他关键性能问题。若数据丢失，这一缺口可能会违规，进而导致罚款。
预测性维护
持续监测和分析将资产绩效管理（APM）提升到新的高度。
传感器会收集振动和其他细微的性能变化数据，并反馈到分析引擎中，用于检测早期问题迹象，从而避免发生意外情况，而不是等到泵或阀门出现故障。由于设备更换周期往往长达数周，因此提前了解设备何时需要大修或接近报废状态，对于避免流程中断至关重要。
分析还提供了洞察力，使市政当局能够只维修或更换实际需要更换的部件，从而优化财政资源的使用。然而，这种数据流的任何中断都可能使操作者无法了解关键部件的状况，从而导致意外发生。
远程监控
远程监控可以让更少的人监控更多的资产，能够节省人力，并快速彰显这些项目的投资回报情况。这一点很关键，特别是随着高龄员工开始退休，而寻找合格接班人可能是个挑战。
此外，使用人们已经拥有的设备（如智能手机和平板电脑）来监控系统的能力，使市政当局无需购买专用设备进行远程监控。在这些环境中，不间断的远程可用性是最重要的，因为它可以确保即使在缺乏现场工作人员的情况下也能持续监测系统。
节水
IIoT所带来的可能性的一个令人兴奋的例子是将天气数据，包括温度和降水趋势，整合到工厂管理分析中的潜力。这可以提供预测性的见解，极大地改善水分配和废水处理。这些洞察力使人们能够以更积极的方式宣布或解除对浇灌或填充水池的禁令，或农业用水分配。改善保护工作使市政当局能够避免昂贵的扩容。不间断的数据使之成为可能。
奠定基础
随着越来越多的公共工程专业人士认识到实时数据分析如何在现实世界的应用中提供价值，更多的市政当局将在IIoT的旅程中迈出他们的第一步。当然，像智慧城市计划这样的发展正在鼓励城市中心采用新的智能监控和自动化技术来提高公共服务的效率和安全。随着数据分析成为公共工程的主流，这些能力将最终迁移到中等规模甚至更小的社区。
当公共工程和市政领导人计划他们的IIoT路线图时，重要的是现在进行正确的投资，以确保最大的投资回报。投资于能够提供持续监测和分析所需的高可用性的数据系统是至关重要的。
考虑到许多公共工程部门的 IT 资源有限，确保任何新的数据基础设施易于操作和服务，这点同等重要。今天，公共工程部门作出正确的决策，将能够从即将到来的“智能”水与废水系统管理中充分获得收益。
