数字孪生助力水系统管理

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虽然地球表面超过70%的面积被水覆盖,但其中只有2.8%是淡水,可饮用水占比不到1%。根据世界卫生组织(WHO)数据,全球8.84亿人缺乏饮用水。

在地球所有的淡水中,48%用于农业,22%用于能源生产,6%用于工业应用,24%用于住宅(如冲厕所和清洁等)。所有淡水利用都面临着同样的问题:水的浪费和低效利用。即将到来的气候变化将使这些问题更加严重,因为干旱和洪水会让水资源的分配更加不均。

水循环有很多组成部分,包括可再生水源(如水坝、湖泊、地下水、水厂、水塔、废水处理厂)以及用水地点(如建筑物和住宅)。其中最重要的是要减少水的浪费同时更有效地回收废水。

通过监测用水或水质的物联网(IoT)探头,所有这些用水点都可以变得更智能。此外,在数字孪生环境下使用物联网探头将进一步提高用水效率。

数字孪生是模拟其操作系统的虚拟副本,包括安装在物理系统上的数据收集传感器以及数据分析和决策能力。通过从物理系统中收集大量数据,数字孪生提供了一个整体视图,除此之外,还可以模拟假设场景,帮助我们在各种情况下操作系统。

Idrica是一家专注于数字解决方案的国际领先水技术公司,该公司表示,数字孪生需要来自系统的大量数据才能发挥作用。虽然许多公司已经在他们的系统上收集了大量信息,但数据集仍然需要集成到一个单一平台上。

Idrica的专家表示,除了集成所有传感器收集信息的单一平台,水行业的数字孪生还应该有水力模型、先进的分析和强大的、用户友好的仪表盘系统。

Idrica的数字孪生经理Pilar Conejos解释道:“一旦过程进行了数字化改造,基础设施配备了传感器,下一步就是从所有这些数据中提取价值。数字孪生是实现这一点的最佳工具之一。”除了模拟场景以更好地做出决策外,数字孪生还有助于开发用例和优化日常操作。

Idrica表示,数字孪生为水行业带来了许多好处。首先,它们增强了组织的弹性。通过模拟各种场景,包括紧急情况、健康警报和与气候变化相关的事件,数字孪生可以帮助组织更好地预测潜在问题,并更灵活地做出反应,减少风险、时间和成本。

此外,数字孪生可以通过优化系统来提高效率,还可以增强以客户为中心的管理。由于组织能够更好地预测潜在问题并制定响应计划,可以减少了对客户的服务中断。最后,通过规划、优化基础设施管理和公民参与,数字孪生不仅可以帮助系统,还可以帮助大型基础设施在应对气候变化方面更具可持续性和弹性。

在家里,数码孪生可以帮助减少漏水;一个城市,数字孪生可以帮助监测即将到来的洪水;在农场,数字孪生可以帮助农业工人更有效地利用水来应对潜在的干旱。最后,数字孪生可以帮助城市和行业通过测量污染物或废水中的污染物来保持水质。

当前全球气候的不确定性加速了水行业对数字孪生的采用(包括饮用水分配、卫生和排水系统中的应用)。从2022年开始,数字孪生将成为应对新挑战最广泛使用的工具之一。

然而,Conejos强调,数字孪生的成功部署“需要公共事业公司在未来几年克服许多挑战,这些挑战可能会成为市场接受的障碍。”这些挑战包括糟糕的数据质量、远程系统的位置使它们难以互联,以及需要保持仿真模型的更新和实时操作。

Idrica的专家总结道,“要想成功,投资必须与创新的组织相结合。如果数字孪生有什么隐含的东西,那就是一种新的工作方式。”

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