水利基础设施
创新技术可以帮助公用事业公司减少停机时间,提高运营效率。
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似乎工人短缺和COVID-19大流行的共同作用还不足以引起水务公司经理的担忧,全国各地数百万人经历了极端天气,使城市陷入瘫痪,居民和企业(包括医院)没有饮用水。所有这些都表明,水厂运营商和技术升级在确保水弹性方面发挥着关键作用。社区能否减少未来的计划外停机时间?

挑战

即使在冠状病毒爆发之前,市政当局也存在处理厂操作员短缺的问题,这主要是由于劳动力老龄化导致退休,这使得许多市政当局需要立即更换人员或短期过渡计划。美国劳工统计局(Bureau of Labor Statistics)估计,在2016年至2026年期间,每年将有8.2%的现有供水运营商需要更换。

如果没有合格的个人来确保满足州和联邦的饮用水和水资源回收标准,社区就有可能无法向居民和当地企业提供基本的公共卫生服务。

2020年春季美国水务协会(AWWA)的一项调查问道:“由于COVID-19,您的组织预计维持业务运营将面临哪些挑战?”在回应的公用事业公司中,75%表示“旷工和业务连续性”是他们面临的头号挑战,对现场业务的影响位居第二,占46%。

2019冠状病毒病的爆发增加并加剧了水务公司面临的挑战,极端天气使这些本已紧张的系统雪上加霜。但是,可以实施一些解决方案来防止计划外停机并减轻这些负担。

老化的基础设施

BETVICTOR体育官网水泵在水厂中起着关键作用。从本质上讲,它们被用来注入水处理化学物质,将水从一个地方移动到另一个地方,并提供有时执行处理功能所需的额外压力。不幸的是,美国用于水处理系统的管道、泵和设备已接近其生命周期的终BETVICTOR体育官网点。

许多供水系统是几十年前设计和建造的,旧的系统容易出现各种故障。有些国家需要技术更新,以跟上更严格的污染物标准的步伐,这些标准反映了我们对风险暴露不断发展的科学理解。

美国土木工程师协会(ASCE)在2017年基础设施报告卡中给美国基础设施的总体评分为D+,这是有充分理由的。基础设施老化、恶化,阻碍了社区发展——美国依靠一个多世纪前建造的基础设施来满足一个完全变化的世界的需求。遗憾的是,2021年的报告并没有显示出明显的改善,总体成绩为C-。

有效和有复原力的水基础设施对全世界的公共和环境卫生以及经济部门至关重要。对供水设施(包括分配饮用水的供应系统、水资源回收和污水处理系统)的投资未能跟上需求。饮用水配水基础设施老化迅速,故障频发。

这在正常情况下具有挑战性,但在大流行期间则成为关键任务。在极端天气事件中,这些系统被进一步拉伸到崩溃的地步,而这些事件不再是“百年一遇”的事件。

基础设施投资

基础设施项目的融资一直具有挑战性。由于新冠肺炎疫情,美国各州和城市的税收收入减少,这一数字只会增加。全球咨询公司Stantec的一篇题为《水务基础设施的4个常见问题以及如何为改善计划提供资金》的文章指出,解决老化的水务基础设施的最大挑战是为改善计划获得资金。

众所周知,与其他基础设施项目相比,水和水资源回收项目难以筹集资金。一个主要原因是,与道路和桥梁相比,这些系统的能见度要低得多,这使得它更难获得公众对改善和维护的支持。

2020年夏天,水的价值运动和ASCE发布了一项研究,该研究模拟了水务基础设施投资的经济效益,以及如果当前投资不足趋势持续下去对经济的损失。《投资水务基础设施的经济效益:不采取行动将如何影响美国经济复苏》表明,投资水务将重振经济、创造就业、提高工资并保护公众健康。

2019年,地方、州和联邦各级水利基础设施的资本支出总额约为480亿美元,仅占1290亿美元资本需求总额的37%,缺口为810亿美元。如果资金需求和基础设施投资趋势持续下去,到2039年,每年的缺口将增至1360亿美元。在20年的时间里,这些年度估计加起来,累计资本投资缺口为2.2万亿美元,也就是说,到2039年,美国预计每名成人和儿童将面临近6,000美元的资本投资缺口。

拜登政府计划解决基础设施问题,并提出了一项2万亿美元的计划,其中包括支持美国的建筑和自然基础设施的支出方案:饮用水系统、污水处理、湿地恢复、堤坝修复、灌溉改善、防洪以及清理废弃的石油和天然气井。如果国会通过,这肯定有助于缩小这一投资差距,提高ASCE基础设施评级,但最重要的是,它将改善城乡基础设施。

与此同时,为了帮助解决人员配备问题,应对紧急情况,避免意外风险,并降低成本,具有前瞻性的市政府——无论大小——正在采用最先进的数字技术。这些创新可以推动经济和环境的改善,并确保在工作人员远程工作时(或大流行期间工作人员较少)服务的连续性。

远程监控

为了降低与老化基础设施的支持维护相关的成本,越来越多地采用智能水管理技术,包括远程监控。实施智能技术使公用事业公司能够做出更好的决策,更加主动而不是被动。

市政当局已经开始在管道和泵上安装压力传感器,有时甚至在现有的基础设施上改造传感器。BETVICTOR体育官网传感器检测到压力峰值,这可能表明堵塞,并导致泄漏的可能性增加。传感器检测泄漏,有助于安排及时的维护,避免故障和水基础设施泛滥的风险。这确保了优质的水,没有浪费。

如果系统确定压力高到可能导致泄漏,它就会向维护人员发出警报。相反,如果系统检测到超出容差的压降,这可能表明管道故障,并向正确的人员发出警报。先进的报警软件将发送实时状况报告,而不仅仅是一般的警报,这样机组人员就可以根据实际情况调整行动。

通过利用物联网(IoT)连接智能电表、水质传感器和网络压力传感器等市政资产,市政当局可以在基于云的平台上收集数据。然后,软件分析并报告公用事业和设施运营的各个方面,在任何需要的时候,无论他们在哪里,包括在家工作,都将这些信息发送给劳动力中的适当人员。

Bluefield Research最近的一份报告,“焦点报告,水工业4.0:2019-2030年美国和加拿大数字水市场预测”,对美国和加拿大数字水市场进行了分析。该报告指出,用于数字水解决方案的年度资本支出将从2019年的54亿美元增加到2030年的108亿美元,为更先进的关键基础设施监测和管理奠定了基础。面对越来越大的前所未有的压力,人们要求用更少的钱做更多的事,并寻求新的基础设施支付方式,水务所有者和运营商认识到,了解和优化其资产的能力至关重要。

其中一种方法是使用远程监控软件,这种软件可以让更少的人通过智能手机和平板电脑等人们已经拥有的设备监控更多的资产。

不间断的远程可用性对于确保系统可以持续监控至关重要,即使没有工作人员在场或在设施中工作的人很少。

通过移动应用程序使用远程监控软件系统的好处包括:

简化决策.推送通知可以让用户通过智能手机快速发现问题,发送确认,并实时监控警报状况的变化。

促进团队解决问题.聊天可以帮助整个团队在飞行中进行交流、头脑风暴和分享解决方案,无论他们在工厂、家里还是在路上。

工作更有效率.团队可见性显示了谁看到了警报,以及谁确认了警报,从而减少了猜测和冗余响应。

支持多个通信通道.这确保了在出现互联网连接问题时,通过语音通知和短信发送的弹性。

在整个大流行期间或极端天气现象期间,基本工作人员和公用事业等组织在社区中发挥的作用从未像现在这样明确。许多人认为水和水资源的恢复是理所当然的,但我们已经看到,当水质受损或系统没有更新以应对气候变化时,会发生什么。

确保不间断的服务和清洁用水至关重要。公用事业公司降低成本、提高响应时间和运营效率的一种方法是采用创新技术,例如远程警报通知软件。

参考文献

1.www.gao.gov /资产/ 690/689621.pdf(2020年12月2日访问)。

2.斯沃洛,克里斯蒂娜,“面向未来的基础设施往往意味着回归基础”,麦肯锡公司,2019年1月14日。

3.www.wsp.com/en-US/services/water-infrastructure(2020年5月18日访问)。

问题