Hassan Aboelnga
요즘 디지털 트윈이 주류입니다. 센서, 빅 데이터 분석 및 클라우드 컴퓨팅과 같은 기술은 IoT 연결 물 자산의 새로운 세대와 도시 인프라를 강화합니다.
디지털 트윈은 프로세스 개선, 생산성 향상, 위험 최소화, 운영 효율성 및 전체 성능 최적화를 통해 물 부문의 복잡한 문제를 해결할 것을 약속합니다. 또한 자동화를 사용하여 의사 결정을 향상시켜 다양한 상황에서 결과를 예측합니다.
그러나 실제로 물 관리 및 Digital Twins 관리와 관련하여 많은 어려움이 있습니다. 예를 들어, 제품 라이프사이클에 따른 제품의 식별 및 데이터 관리, 다양한 IT 시스템에서 시뮬레이션 모델 생성, 방대한 양의 데이터 관리 등이 있습니다.
유엔(UN)의 지속가능발전목표(SDG) 6.1 은 모두를 위한 안전하고 저렴한 식수에 대한 보편적이고 공평한 접근을 요구합니다. SDG 6.1을 달성하기 위해서는 무엇보다도 “필요할 때 물을 사용할 수 있어야 한다”는 “안전하게 관리된” 물 서비스가 있어야 합니다. 마찬가지로, 유엔이 채택한 물에 대한 인권에 관한 결의안 64/292는 물 공급이 “개인 및 가정용으로 충분하고 지속적”이어야 한다고 규정하고 있다.
간헐적 인 물 공급이란 무엇입니까?
간헐적 급수(IWS)는 하루 중 24시간 미만 동안 사람들에게 물을 공급하는 배관식 급수 서비스로, 급수 시스템의 가용 공급 및 용량이 너무 약할 때 사용됩니다. 이러한 시스템은 많은 국가에서 널리 퍼져 있으며 전 세계 최대 1.2 억 명의 사람들에게 영향을 미칩니다.
이러한 간헐적 물 공급의 보급과 지속성은 SDG6 및 물에 대한 인간의 권리를 충족할 수 있는 IWS의 능력에 중요한 질문을 제기합니다. 이러한 질문에 답하기 위해서는 IWS의 원인을 이해하기 위한 프레임워크가 필요합니다.
IWS는 물 부족, 초기 설계 매개 변수 및 용량을 넘어서는 시스템 개발, 약한 거버넌스 및 사용자 행동을 포함하여 아래 그림과 같이 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 유틸리티 관리자들 사이의 몇 가지 일반적인 오류는 시스템의 압력으로 인해 파이프가 마모되고 찢어지고, 수도 시스템이 공평한 분배를 제공하며, IWS가 유지 보수 및 수리에 더 많은 시간을 제공 할 수 있다는 것입니다.
간헐적 인 물 공급의 주요 원인, Aboelnga 2019
간헐적 인 물 공급 모델링의 복잡성
간헐적 인 물 공급을 사용하면 펌핑 용량이 훨씬 높아야하며 거의 지속적으로 높은 속도로 작동해야합니다. 스토리지 용량도 확장해야 합니다. 이는 시스템 관리가 매우 어렵고 고객의 지불 의사가 낮기 때문에 하향 곡선으로 이어질 수 있습니다. 소비자는 제한된 공급 시간 동안 가능한 한 많은 물을 수집해야 합니다.
물에 대한 수요는 수요의 일주일 변동에 대한 개념에 근거하지 않고 공급 시간 동안 수집 할 수있는 최대 물의 양에 근거한 지속적인 물 공급과 완전히 다릅니다.
유압 모델은 물 분배 네트워크의 효과적인 관리를위한 매우 강력한 의사 결정 지원 도구입니다. 그러나 IWS 시스템 모델링은 이러한 시스템이 완전히 가압되지 않고, 하루 물 공급 시간이 제한되며, 많은 페룰 포인트와 지붕 탱크 연결을 포함하기 때문에 본질적으로 복잡합니다. 물 파이프 라인의 대체 비우기 및 재 충전으로 인해 표준 유압 모델도 적용하기가 어렵습니다.
하산 아보엘룽가(Hassan Aboelnga), 중동 및 북아프리카의 물 관리에 관한 QTalk
간헐적 인 급수 시스템이 디지털 트윈의 이점을 누릴 수있는 방법
수력 및 수질 모니터링 모델은 IWS 시스템을 진단하고, 정보에 입각한 결정을 내리고, 수질 전문가에게 서비스 및 수질을 개선하는 최선의 방법에 대한 지침을 제공하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.
IWS의 고급 시뮬레이션에는 공급 초기에 파이프가 채워지는 과정이 포함됩니다. Digital Twins를 사용하면 유압 모델이 공급 압력, 지속 시간, 누설률 및 물 소비를 시각화 할 수있을만큼 견고 할 수 있습니다. 또한 사람들이 물을 받을 때 IWS의 행동이 어떻게 눈에 띄게 변하는지를 보여주며, 시스템이 존재하고 지속되는 이유를 이해하는 데 도움이 됩니다.
물 부문의 이러한 변화를 촉진하기 위해 디지털 물은 무선 센서 노드 시스템을 통해 간헐적 인 물 공급을 24/7 공급으로 전환하는 데 도움이 될 수 있습니다. 즉, 압력 및 유량과 같은 유압 데이터를 지속적으로 모델링하여 처리 및 보관을 위해 클라우드 기반 서버로 전송할 수 있습니다. 그런 다음 센서 노드의 데이터 스트림은 급수 시스템의 유압 상태에 대한 온라인 추정 및 예측을 담당하는 온라인 수력학 모델링 하위 시스템에 통합됩니다. 이를 통해 24 시간 전에 미리 계획 할 수 있습니다.
디지털 트윈 기술이 유틸리티가 네트워크를 최적화하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 자세히 알아보려면 아래 기사를 읽어보세요.
