Smart vodoměry – dálkové odečty spotřeby vody v Brně
© Adobe Stock
Jednou z aktuálních strategií akciové společnosti Brněnské vodárny je zavedení technologie dálkového odečtu, v níž bude plně zakomponována spolupráce s městem. Společným přístupem k rozvoji systému dálkových odečtů je tak naplňována vize zvaná Smart City. V tomto případě s cílem pokrytí všech odběrných míst na území města Brna dálkovým odečtem spotřeby vody.
Úvod
Trendem akciové společnosti Brněnské vodárny a kanalizace (dále BVK) je zlepšování služeb zákazníkům. Jednou z aktuálních strategií je zavedení technologií dálkového odečtu spotřeby vody, ve které je využita spolupráce s městem Brnem. Společným přístupem k rozvoji systému dálkových odečtů spotřeby vody je naplňována vize města Brna být chytrým městem (Smart City).
Pro zavedení takto rozsáhlého projektu, jehož cílem je dosažení pokrytí všech odběrných míst na území města Brna dálkovým odečtem, je nutná realizace v dílčích krocích.
Projekt „Smart vodoměry – dálkový odečet spotřeby vody“ sestává z následujících částí:
- Pilot 250 – pilotní projekt testování technologií. Realizovaný na konci roku 2017.
- Průmysl 3046 – instalace dálkových odečtů na 3046 odběrných míst spadajících do segmentu „průmyslové“ vodoměry. Realizace červen 2018 až prosinec 2019.
- City 2600 – instalace dálkových odečtů na 2600 odběrných míst spadajících do segmentu „městské“ vodoměry. Realizace v průběhu roku 2019.
- Projekt 37000 – jedná se o naplňování vize plošného zavedení dálkových odečtů na území města Brna pro segment obyvatelstvo. Předpokládaná realizace v letech 2020 až 2024.
Odběrná místa v projektech Průmysl 3046 a City 2600 představují cca 80 % celkové spotřeby vody v městě Brně. Toto množství odběrných míst umožní BVK již v roce 2019 získat detailní přehled o většině spotřebované vody a využívat tyto údaje při prevenci snižování ztát.
PILOT – volba technologie vysílací frekvence
Pilotní testování technologie dálkového odečtu bylo založeno na vysílací frekvenci 169 MHz, která byla preferována na základě dosavadní zkušenosti s prostupností signálu ve sklepích, šachtách a železobetonových konstrukcích. Pro využití frekvence 169 MHz je třeba vybudovat vlastní síť přijímačů, protože tuto frekvenci neposkytuje žádný z dostupných operátorů na trhu.
Souhrn důležitých zjištění technologie na frekvenci 169 MHz z pilotního projektu:
- technologie s přenosem na frekvenci 169 MHz splnila nároky na kvalitu signálu;
- představuje v oblasti radiových pásem volnou frekvenci bez poplatků;
- umožňuje obousměrnou komunikaci mezi vysílačem a přijímačem;
- vlastní síť přijímačů umožňuje dálkový dohled nad případnými výpadky sítě;
- splňuje nadstandardní datovou propustnost, dosah a konstrukční prostupnost signálu.
PILOT – Vodoměry
Strategií v oblasti vodoměrů bylo zhodnocení, že dlouhodobě používané typy vodoměrů považujeme za neměnné a zvolená nová technologie bude příslušenstvím těchto vodoměrů. Vybranou technologii dálkového odečtu spotřeby vody je možné instalovat pouze na kompatibilní vodoměry s možností pulsního výstupu. Nutná obměna 60 % nekompatibilních vodoměrů bude probíhat postupně s procházejícím cejchem.
PILOT – Vysílače
Oddílná verze vysílače
Převážná většina vodoměrů ve městě Brně je typu Sensus 420, na které v současné době lze využít originální pulsní snímač výrobce vodoměru. Po kabelovém propojení snímače s vysílací anténou na frekvenci 169 MHz jsme prověřili funkčnost zařízení s dostatečnou kvalitou signálu. Toto oddílné řešení nabízí možnost osadit anténu vysílače do nejvhodnějšího místa.
Budování přenosové sítě
Grafický plán instalací přijímačů v Brně
Klíčovou částí projektu pro provoz Smart vodoměrů je vytvoření sítě přijímačů signálu, na území města Brna. V rámci zajištění co nejrychlejšího pokrytí s co nejnižšími náklady bylo přistoupeno ke zkušební instalaci na objekty vodojemů, čerpacích stanic a retenčních nádrží. Tyto již v počtu 20 objektů vytvořily funkční síť s pokrytím přibližně 90 % území Brna signálem.
Využití GIS pro analýzu kvality signálu a umístění přijímačů
Výsledná vrstva GIS s přijímači a vysílači
Lokalizace problematických odběrných míst
Pro větší přehled o kvalitě vysílání vzhledem k vzájemné poloze vysílače a přijímače bylo přistoupeno k využití informace o počtu odeslaných datových rámců za daný počet dní. Instalované vysílače v současné době vysílají při defaultním nastavení čtyři datové rámce za den. Administrační systém nám umožňuje u všech námi instalovaných vysílačů vyexportovat množství odeslaných/přijatých datových rámců konkrétním vysílačem za 30 dní, což představuje v ideálním případě a plné funkčnosti systému a techniky 120 rámců. Tato informace se ukázala jako velmi cenná v případě určování příčiny nefunkčnosti některých instalovaných vysílačů.
Analýzou mapového podkladu je rovněž možné dohledat, zda příslušný vysílač neodesílá z důvodu problematické instalace, či se jedná o skupinu několika vysílačů v lokalitě, kde je problém s nedostatkem kvalitního signálu.
Data a GDPR
Aktuálním tématem je také zabezpečení informací o zákaznících a vztah činnosti subjektu k ochraně osobních údajů s ohledem na GDPR. Proto bylo nutné provést posouzení vlivu projektu na ochranu osobních údajů a prověřit způsob zajištění dat před případným zneužitím.
Informace z vysílačů jsou přeposílány prostřednictvím sítě přijímačů do administračního systému dodavatele a zákaznického systému BVK. Tyto informace neobsahují citlivé osobní údaje (jsou pseudonymizovány), jsou šifrovány a v rámci systému zabezpečeny. Provázání s osobními údaji zákazníků probíhá až v softwaru ZIS (USYS) při fakturaci a v případě alarmových hlášení zasílaných na email zákazníka. Ve zbylém čase jsou data pseoudonymizována na oddělených datových úložištích bez návaznosti na zákazníka.
Zákaznický systém
Zákazníci BVK mají možnost využívat zákaznického účtu ZIS (USYS), ve kterém bylo nově zřízeno propojení na náhled odběrného místa osazeného technologií dálkového odečtu spotřeby vody. Tato místa jsou v systému označená ikonou Smart vodoměru. Přes tlačítko ikony v pravém horním rohu se zákazník dostane přesměrováním na podrobné údaje o spotřebě a historii stavů měřidla.
Zákaznický účet se Smart vodoměrem
Alarmová hlášení
Veškerá data přijatá systémem jsou následující den zpracována a zobrazena v administračním systému. Nejedná se tedy o online data přenášená v reálném čase, avšak jejich vypovídací schopnost je více než dostatečná. Nastavením limitů průměrných denních spotřeb lze následně vyhodnotit dva nestandardní typy odběrů, tzv. alarmy:
- upozornění na netěsnost (únik)
Služba denně vyhodnocuje spotřebu za poslední 24hodinové období měření. V případě, že není v tomto období alespoň po dobu 5 minut dosažena nulová spotřeba vody, je tento stav vyhodnocen jako detekovaný únik. Vzniklé upozornění vyhodnocuje situace, při kterých dochází k malým únikům vody, které nejsou na první pohled viditelné. Nejčastěji se jedná o případy protékající toalety, protékajícího pojistného ventilu boileru nebo jiných netěsných spojů. - upozornění na nadměrnou spotřebu
Služba porovnává naměřenou denní spotřebu s nastavenou maximální výší denní spotřeby v litrech za den. Pokud denní spotřeba přesáhne hodnotu nastavené maximální spotřeby, je stav vyhodnocen jako nadměrná spotřeba.
Způsob nastavení těchto alarmů se v průběhu projektu ukázal jako klíčový vzhledem k rozdílnému chování jednotlivých odběrných míst. V případě upozornění na nadměrné spotřeby je defaultně nastavována hodnota 300 %, je-li tato hodnota překročena, dochází k aktivaci alarmu.
BVK také nabízí svým zákazníkům bezplatně službu zasílání alarmů na email. V rámci této služby si zákazník zadá požadavek na nastavení limitů alarmů na zákaznickém oddělení, které aktualizuje nastavení v administračním systému.
Využití sítě 169 MHz pro akustické loggery šumu
Instalovaný akustický logger s anténou
Další možnosti technologie 169 MHz jsou ve využití při prevenci snižování ztrát. Provedli jsme testování loggerů frekvence a úrovně šumu s možností vysílání, jejichž výhodou je jejich statické umístění bez nutnosti fyzického vyčítání. Nastavená četnost umožňuje vysílání informací 2× denně.
Zkušenosti a chyby nejen technického rázu
V rámci instalací vysílačů se stávají chyby, které s sebou přináší nutnost navštívit místo instalace opakovaně. Nejčastější příčinou mohou být chyby v opisu stavu vodoměru, nevhodná instalace antény, nesprávné osazení pulsního snímače včetně opomenutí odlepení ochranné pásky. Pracovní čety s prioritou výměny vodoměrů s procházející platností cejchu dosáhly v počátku projektu chybovost instalace až 30 %. Při hodnocení tohoto stavu vyšlo zjištění, že instalace dálkového odečtu byla považována za přidruženou činnost.
Vyškolené pracovní čety s výhradní náplní činností na instalaci správu a kontrolu zařízení dálkového odečtu spotřeby vody dosahují chybovosti do 5 %. Důvody jsou zřejmé:
- vysoká odbornost pro instalaci,
- nezatěžování se dalšími pracovními postupy,
- výhradní činnost, na kterou navazuje správa a kontrola funkčnosti zařízení stejnými pracovníky na místě.
Závěr
Obecně je nutné konstatovat, že zavádění nových technologií, jako je například náš projekt „Smart vodoměry – dálkový odečet spotřeby vody“, je potřeba vnímat pozitivně. Do budoucna mohou tyto rychle se rozvíjející technologie přinést další služby zákazníkům a nové možnosti využití provozovatelům. Rovněž participace na projektu s vlastníkem vodohospodářské infrastruktury, statutárním městem Brnem, přináší pozitivní vnímání o životaschopnosti této výjimečné smart technologie.
One of the current strategies of the joint stock company Brněnské vodárny is the introduction of remote reading technology, which will fully incorporate cooperation with the city. A common approach to the development of the remote reading system is thus fulfilling a vision called Smart City. In this case, with the aim of covering all supply points in the city of Brno by remote reading of water consumption.