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数字孪生技术推动希腊水务系统的技术进步
2024-06-11 15:04       来源:《中国给水排水》       作者:       分享:

OpenFlows 提供的数字孪生技术将科扎尼供水渗漏的响应时间缩短了 50%

 

引领希腊供水管理改革

新冠疫情之后,希腊制定国家经济复苏计划,旨在推动能源改革、数字化和现代化,作为计划的一部分,希腊正试图实现可持续的给排水管理,确保居民获得清洁的饮用水。到2022 年年底,所有欧盟成员国都需要建立相关系统,以确保自来水的卫生和清洁,同时还需要清除自来水中的微塑料、有毒化学物质和危险微生物,并评估供水基础设施的渗漏率。希腊每年因供水渗漏问题损失了约 26% 的水资源,导致该国的家庭饮用水消耗量远超欧盟其他国家。

马其顿西部城市科扎尼的供水和污水处理公司 DEYAK 是供水系统改革的引领者。DEYAK 对科扎尼水务系统的改进始于 1985 年,经过几十年的努力,扩建了供水网络,最终为市内和周边地区的 63 个居民点提供了供水服务。通过与 ReonHydor Tech-Go-Round 合作,DEYAK 正在采用新型技术解决方案来优化供水管理,减少浪费,并确保向科扎尼的 6 万人口提供可靠的饮用水。Tech-Go-Round 公司所有人 Dimitris Papailiopoulos 表示:“科扎尼为希腊其他公用事业公司创建供水系统树立了典范。规模较小的水务局相对更容易引进这种创新技术,但像雅典水务局这样的大型水务局,(如果要引入新技术)需要做很多准备工作,甚至可能要花上几年时间才能完成安装。

应对人工流程和数字化挑战

鉴于供水系统中出现了大面积管网漏损问题,DEYAK 认识到必须改进由人工对科扎尼供水系统进行监测的旧方法。“所有的工作都是手动完成的,因此管网漏损的问题很严重。水质是定期由人工进行检测,但这项工作其实可以进一步改善。”Papailiopoulos 表示。在过去的 12 年中,该供水系统已经进行了一些技术升级,包括实行 DMA 分区管理以减少无收益水 (NRW) 和进行压力管理。同时,DEYAKReonHydor Tech-Go-Round 试图创建综合数字孪生模型,实现科扎尼供水系统的数字化和自动化。他们着手开发动态的三维水力模型,以简化水质监测流程并优化系统性能。

不过在实施数字化监测方法之前,他们需要进行整体的测绘评估工作,之后生成整个供水系统的三维网络模型。等测绘工作完成后,下一步需要利用数字传感器实施水网监测、数据采集 (SCADA),以测量水压、流量和水质。不过,各个供应商和水务公司使用的不同监测设备和软件是否能相互连接且兼容是一项挑战。为了在互连数据环境中生成精确的数字孪生模型,以便全面深入了解供水系统,DEYAK 需要数据可互用的开放式水力建模和分析软件。Konstantinos Gkonelas ReonHydor 的合伙人,同时也是水力学和供水专家,与 Tech-Go-Round 有合作,他表示:“设备的接口和信号需要连接数字孪生模型,以便能够在适当的时间从所有数据中获得所需的数据分析。”

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促进动态数字化网络管理

供水管理具有动态特性,因此非常适合采用数字孪生技术。Gkonelas 表示:“涉及到水相关的问题,就不存在所谓的固态或静态环境。供水模型应该是动态且灵敏的,甚至能够实时反映系统变化,从而尽可能优化供水管网的功能,这是数字孪生可以助力实现的。”项目团队利用 Bentley OpenFlows 应用程序开发了数字孪生模型,将来自不同软件和传感器的数据整合到互连数字化环境中。通过 Bentley 的解决方案,DEYAK 可在统一的平台上查看 SCADA 系统收集的数据,更直观地进行评估,并针对潜在的问题及相应的解决方案做出更准确的决策。

Gkonelas 表示:“数字孪生技术帮助我们获得洞察,以改善整个供水管网的性能和运营。”利用 Bentley 的开放式水力数字孪生技术,可在单一模型内对科扎尼的供水管网进行实时、综合的动态模拟,从而执行风险评估并进一步做出更合理的决策。数字孪生解决方案在符合即将出台的欧盟法规的前提下,能够实现整体管网评估,进而评估供水基础设施的渗漏率,并向用户报告水质和系统性能数据。

数字孪生技术推动资源节约和可持续发展

通过 OpenFlows 创建的科扎尼供水系统的数字孪生模型,不仅优化了系统的运营,还节约了环境资源。通过数字化监测设备及自动化工作流程,在避免系统供水流失的同时,还将压力管理的时间减少了40%。他们能够更加及时地识别供水渗漏,随后迅速开展高质量的抢修。Gkonelas 表示:“利用增强应用程序的算法(如渗漏检测分配),将 DMA 分区中未报告的新渗漏的空间检测时间缩短了 50%。”渗漏管理的改进减少了实际的水资源浪费,流经管网的水量也因此减少了 20%

为减少无收益水量,科扎尼针对以下四个方面进行了改进:压力管理、维修速度和质量、主动渗漏控制以及资产管理。DEYAK 正利用水力数字孪生模型助力希腊经济的增长、环境倡议的落实和社会的可持续发展。科扎尼居民已经从中受益。水资源流失的减少不仅意味着水电费的下降,还能保证获得可靠清洁的水资源。而几十年后,清洁的水资源可能会成为一种更加稀缺的资源。Gkonelas 表示:“希腊乃至全球的水务公司都将把科扎尼的前沿技术改进视为典范”。

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