水务数字孪生：打造水资源管理新未来
2022-04-27 08:35:00来源：至顶网
当前大环境的不确定性，加速了数字孪生技术在水务领域的采用。从全球来看，数字孪生技术在饮用水分配、污水处理系统中的应用正在加速。2022年及未来几年，数字孪生有望成为应对新挑战最广泛采用的工具之一。
然而，数字孪生不再只是一个面向未来的好技术。事实上，很多最具创新性的国际公用事业企业已经将实施数字孪生纳入了他们的战略计划中，至少已经在纸面上制定了具体的行动计划，以吻合在数字化转型方面的承诺。IDRICA公司数字孪生经理Pilar Conejos表示：“一旦对流程实施了数字化改造，在基础设施层面配备了传感器，那么下一步自然而然的就是要从所有这些数据中提取价值了。数字孪生是实现这一目标的最佳工具之一，因为数字孪生为所有它们编译的数据提供了一个整体的、跨领域的愿景。”
他认为，他们实施该计划必须包括以下几个组成部分：一个平台，集成了所有从资产和技术设施收集来的信息;水力模型和高级分析;一个强大的、用户友好的仪表板系统。然而，数字孪生不仅仅是模拟场景，主要特征之一是开发用例，可以理解为解决问题和优化日常运营的能力。
Pilar Conejos强调说，成功部署“需要公用事业企业在未来几年克服诸多挑战，而这可能是阻碍市场广泛采用的一大障碍。”这些挑战包括：数据质量不高、数据存在于很难连接起来的孤岛系统中，运行仿真模型本身存在的复杂性，也就是必须永久保持最新且实时运行的状态。此外，如果要取得成功，资金投入必须与创新型组织、创新文化齐头并进。如果数字孪生中隐含着某种东西，那就是一种全新的工作方式。”
数字孪生：通过虚拟改变现实世界在水务领域，数字孪生最广泛认可的定义，也许就是数字化孪生可以作为供水系统的一种虚拟副本，模拟供水系统的行为方式。
数字孪生可以帮助我们做出更好的决策，这要归功于数字孪生所提供的系统整体视图，以及模拟真实场景和虚构场景的能力。数字孪生可以预测网络对任何影响运营的情况(无论之前是否发生过)的响应，帮助公用事业企业评估不同的情景。为此，数字孪生必须呈现出系统物理的一面和动态的一面，也就是物理资产的虚拟表示必须与数字环境中的行为模拟是相互结合的。
IDRICA的专家认为，数字孪生需要来自物理系统的大量数据和信息才能发挥作用。换句话说，用例和实际应用的开发，要取决于传感器及其数字系统(例如SCADA、GIS和CMMS)提供的信息。如今，很多公司都拥有了这些信息，而他们面临的下一个挑战是如何将这些信息集中、组合和标准化到一个平台中，这个平台用于为数字孪生提供真实的数据。
数字孪生给水务行业可带来四大好处首先是弹性。数字孪生提高了快速安全适应任何情况的能力，无论这种情况以前是否发生过，包括紧急情况、健康状况警报、气候变化等相关事件。企业在实际系统中做出决定之前，可以虚拟地测试他们新的想法和变化情况，以降低风险和成本，缩短时间。数字孪生可以预测各种问题，确定需要采取怎样的措施来预防紧急情况的发生，并将可能的后果降至最低。总的来说，数字孪生可确保即使是在危急情况和复杂的分配系统中也可以保持全天候供水。
效率。从运营和规划的角度来看，数字孪生可以帮助优化现在系统和未来系统。由于数字孪生提供了整体化的试图，所以可以通过评估对系统中不同流程的影响程度来做出决策。例如，企业可以创建最佳的泵送计划，并考虑每小时能源价格，以及保持系统水力参数处于控制之中，达到降低能源成本的目的。此外，还可以通过更有效的资产运营和系统规划，结合设计全新基础设施所需的能源使用情况，从而达到降低能耗的目的。
以客户为中心的管理。进入二十一世纪，人们要求获得更多的信息和更好的服务，他们同时也是配水系统管理的一个重要组成部分。因此，数字双胞胎也需要让公众参与进来，从而可以为他们提供信息、调整供水系统管理、满足他们的需求。因此，公众可以提前收到有关中断供水的信息，无论是因为计划中的中断还是紧急情况导致的中断。此外，还可以根据关键用户方(例如医院)的需求进行调整，确保任何可能情况下的正常供水。而这还不是全部。我们目前面临的挑战(例如由于城市发展和水资源短缺而导致的需求增加)，需要水务公司和作为最终用户的公众共同努力。例如，向客户提供有关消费的详细信息，有助于更好地制定措施，提高对相应用水政策的认识。
可持续性。数字孪生可以强有力地支持可持续城市这一新概念，目标是通过规划、优化基础设施管理和公民参与来适应气候变化。城市供水系统采用数字孪生技术，意味着可以保证系统安全有效地运行，目的是减少水和能源的消耗。此外数字孪生还能促进公用事业和公众之间的双向沟通，以应对新的挑战，了解相关措施是如何改善资源管理的。
