Nước là nguồn tài nguyên khan hiếm; xã hội hiện đại không còn lựa chọn nào khác ngoài việc nhận ra giá trị của nước để duy trì cuộc sống và nền kinh tế. Mặc dù còn nhiều việc phải làm để đảm bảo mọi người ở mọi nơi đều có thể tiếp cận nước uống an toàn và vệ sinh, các doanh nghiệp ngành nước cũng phải giải quyết những lo ngại về chất lượng môi trường và dân số ngày càng tăng trong bối cảnh khí hậu đang thay đổi.

Trong khi con người là trung tâm của việc cải thiện quản lý nước, thì công nghệ luôn sẵn có để giúp thông qua những giải pháp tốt hơn. Công nghệ kỹ thuật số ngày càng được sử dụng nhiều trong các hệ thống nước và nước thải trên toàn thế giới. Các công ty ngành nước ngày càng được kỳ vọng sẽ làm được nhiều điều hơn với nguồn lực ít hơn trong một thế giới đang thay đổi, nơi nguồn nước sẵn có ngày càng thay đổi và cả những vấn đề tồn tại lâu dài như tình trạng tràn cống và các mối đe dọa mới phát sinh như các chất gây ô nhiễm mới đều phải được giải quyết.

Số hóa ngành nước

Công nghệ kỹ thuật số mang đến cơ hội tối ưu hóa các dịch vụ nước, nâng cao hiệu suất và hiệu quả của các tiện ích để cung cấp các dịch vụ tốt nhất đồng thời đáp ứng các nhu cầu cấp bách - bảo vệ chất lượng môi trường, khử carbon trong quá trình hoạt động và duy trì khả năng chống chịu của dịch vụ nước trước biến đổi khí hậu. Công nghệ kỹ thuật số được liên kết trực tiếp với việc cải thiện hiệu quả của các dịch vụ nước từ theo dõi mức tiêu thụ nước của khách hàng, phát hiện rò rỉ và thực hiện các bước để giảm lượng nước thất thoát. Thông tin sử dụng nước được cung cấp cho khách hàng, có thể thu hút họ vào việc bảo tồn nước bằng cách giảm hóa đơn nước và giúp họ xác định các vấn đề. Chuyển đổi số sẽ tạo điêu kiện cho các công ty cấp nước cải thiện doanh thu: bằng cách giảm thất thoát nước do rò rỉ hoặc gian lận, thông qua quản lý tài sản từ xa và các quy trình tự động để giảm chi phí, đồng thời tham gia vào hoạt động bảo trì dự đoán và dự đoán những thay đổi trong mức tiêu thụ và các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt.

Các giải pháp kỹ thuật số rất nhiều và đa dạng, đồng thời các công ty cấp nước phải hiểu nhu cầu của họ cũng như cách các giải pháp sẵn có có thể giúp họ đạt được kết quả tốt nhất.

Hệ thống nước bao gồm đồng hồ nước có thể tiếp cận hàng triệu người trong một thành phố lớn, hàng km đường ống nước, nhà máy xử lý nước uống, nhà máy xử lý nước thải. Các công ty cấp nước sử dụng công nghệ tiên tiến để giám sát và kiểm soát các chu trình nước, từ khi khai thác cho đến khi xả trở lại môi trường một cách an toàn. Các công nghệ như AMI, GIS, 5G, trí tuệ nhân tạo, bản sao kỹ thuật số và quản lý tài sản thông minh sẽ giúp chuyển đổi lĩnh vực này.

Hạ tầng đo tiên tiến - Advanced Metering Infrastructure (AMI)

Việc nghiên cứu ứng dụng hệ thống đo lường nước thông minh đã xuất hiện trên thế giới từ khá lâu, bắt đầu phát triển ở dạng AMR một chiều (Automatic Meter Reading) và hiện nay đang tập trung vào dạng hai chiều dạng AMI trên nền tảng IoT.

AMI là một cấp độ cao rộng hơn AMR, là công cụ hỗ trợ đắc lực trong quá trình điều hành sản xuất kinh doanh điện năng tại các công ty điện lực, đặc biệt là trong quá trình chuyển dịch năng lượng như hiện nay, với sự tham gia của các nguồn năng lượng phân tán trong hệ thống điện.

Đồng hồ nước và quá trình phát triển có thể là tiến bộ quan trọng nhất đối với ngành nước trong những thập kỷ qua. AMI không chỉ liên quan đến việc thu thập dữ liệu mà còn liên quan đến việc tích hợp và xử lý chúng bằng công nghệ Dữ liệu lớn. Nền tảng đám mây không chỉ giám sát đồng hồ thông minh mà còn giám sát các tài sản khác. Nhưng bản thân việc đo lường không phải là mục đích; mục tiêu là cung cấp giá trị gia tăng khi dữ liệu được diễn giải để cho phép quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn.

AMI không chỉ hỗ trợ thanh toán tiền nước mà còn đáp ứng các nhu cầu khác như phát hiện rò rỉ và gian lận, dự báo nhu cầu, cải thiện sự hài lòng của khách hàng, thực hiện mô phỏng và giảm lượng khí thải carbon. Các khoản đầu tư vào AMI được kỳ vọng sẽ tăng lên trong những năm tới, coi đây là bước đệm hướng tới số hóa hoàn toàn chu trình nước.

Digital twins (bản sao kỹ thuật số)

Trong lĩnh vực nước, Digital Twins đã tạo ra một mô hình số hóa đáng tin cậy của các tài sản bao gồm mạng lưới nước đô thị, hệ thống nước trong các tòa nhà, hệ thống lưu trữ nước mưa, hệ thống xử lý nước thải, các nhà máy xử lý, và nhiều hệ thống khác. Thách thức ở đây là tích hợp các nguồn dữ liệu có thể bao gồm các thiết bị IoT hoặc AMI, cũng như các hệ thống SCADA, GIS, CMMS vào một nền tảng duy nhất có thể cung cấp thông tin hữu ích.

Các mô hình này có thể tích hợp dữ liệu từ các nguồn khác nhau để mô phỏng và liên tục giám sát hiệu năng của các thực thể. Hơn nữa, chúng cung cấp cho các chuyên gia trong ngành công nghiệp nước một công cụ mạnh mẽ để tối ưu hóa hoạt động bảo dưỡng cho hệ thống của họ, cải thiện quyết định và đảm bảo quản lý tài nguyên nước hiệu quả và bền vững hơn.

Lợi ích của Digital twins đã trở nên đặc biệt phù hợp trong vài năm qua. Chúng cho phép tối ưu hóa hệ thống nước, liên quan đến hoạt động hàng ngày và lập kế hoạch trong tương lai. Có thể giảm năng lượng sử dụng bằng cách tối ưu hóa lịch trình bơm, có tính đến chi phí năng lượng hàng giờ. Chúng cho phép các tiện ích cung cấp dịch vụ khách hàng tốt hơn với thông tin chi tiết theo thời gian thực. Ví dụ: cảnh báo khách hàng về việc gián đoạn dịch vụ do công việc khẩn cấp hoặc theo kế hoạch. Cũng có thể xác định những người dùng quan trọng (ví dụ bệnh viện) để tìm kiếm các giải pháp thay thế nhằm đảm bảo cung cấp nước. Ngoài ra, Digital twins cải thiện khả năng thích ứng của các tiện ích trong mọi trường hợp, từ nhu cầu gia tăng được dự đoán cho đến các trường hợp khẩn cấp về sức khỏe và các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt, giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí vận hành, tránh sự cố để đảm bảo cấp nước quanh năm. Khả năng thích ứng này cũng tạo khả năng phục hồi cao hơn, nhờ đó tối ưu hóa hệ thống quản lý nước và sử dụng năng lượng nước góp phần tạo nên các thành phố bền vững có khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu.

Trí tuệ nhân tạo (AI)

Cũng như các lĩnh vực khác, AI ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các quy trình ngành nước. AI tái tạo các quá trình nhận thức của con người để giúp quản lý các quy trình hiệu quả hơn. Trong đó, máy học (Machine Learning - ML) là công nghệ AI được sử dụng nhiều nhất trong ngành nước. ML dẫn đến kiến thức ngày càng chính xác từ các nguồn dữ liệu công nghệ thông tin, các cảm biến thông minh và IoT. Các mô hình máy học có thể cung cấp câu trả lời cho nhiều nhu cầu của ngành nước, bao gồm phát hiện gian lận và rò rỉ, đồng thời giúp dự đoán mức tiêu thụ và chất lượng nước. Chúng cũng hữu ích để cải thiện hiệu suất bơm và hiệu suất của hệ thống tưới tiêu. Liên quan đến nước thải, AI có thể được sử dụng để phát hiện và thậm chí dự đoán tình trạng tràn cống cũng như phát hiện sự hiện diện của mầm bệnh. Công nghệ này cũng có thể hỗ trợ dịch vụ khách hàng, báo cáo phản ứng của khách hàng trên mạng xã hội và các diễn đàn khác. Công nghệ Chatbots và Xử lý ngôn ngữ tự nhiên (Natural Language Processing – NLP) cũng giúp phục vụ khách hàng tốt hơn.

Công nghệ 5G

Cho đến nay, 4G đã giúp tăng tốc truyền thông, nhưng 5G được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa truyền thông, dẫn đến những khái niệm và cơ hội kinh doanh mới, khi cả tốc độ và số lượng thiết bị liên lạc đều tăng lên. Số lượng người dùng ngày càng tăng khi các quốc gia bắt đầu triển khai mạng 5G. Trong tương lai hy vọng phạm vi phủ sóng của 5G sẽ tương tự như 4G trong 2 đến 5 năm tới, do đó giúp ngành nước dễ dàng khai thác sức mạnh của công nghệ này hơn.

Một trong những cải tiến quan trọng cần ghi nhớ là khả năng kết nối hàng triệu thiết bị trong một khu vực nhỏ nhờ Massive Internet of things (MIoT). Điều này rất quan trọng trong một thế giới sắp có 26 tỷ thiết bị được kết nối. Một khía cạnh quan trọng khác là mức tiêu thụ pin của các cảm biến, có thể giảm tới 50% với 5G, từ đó tăng tuổi thọ của pin. Mạng 5G cũng sẽ an toàn hơn, với các giao thức bảo mật được cải thiện trước các cuộc tấn công mạng và vùng phủ sóng không bị gián đoạn.

Mạng 5G sẽ đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp, nhờ mạng ảo với chất lượng dịch vụ được đảm bảo, cho phép điều khiển từ xa theo thời gian thực. Tính linh hoạt của 5G mở ra những cánh cửa mới cho ngành nước, chẳng hạn như cho phép đạt được những tiến bộ hơn nữa trong việc tự động hóa các nhà máy xử lý nước. 5G được kỳ vọng sẽ dân chủ hóa dữ liệu, giúp dữ liệu có thể truy cập rộng rãi và đáp ứng nhu cầu của người dân muốn được thông tin, không chỉ về lượng nước họ đã tiêu thụ mà còn về chất lượng nước hoặc lượng nước còn lại trong các hồ chứa trong thời gian thực.

Các giải pháp kỹ thuật số rất quan trọng để thúc đẩy hiệu quả của ngành nước, giúp đưa ra quyết định tối ưu qua đó giảm chi phí vận hành, lường trước rủi ro và hợp lý hóa nguồn lực, tối ưu hóa việc quản lý nước. Khi ngành nước áp dụng công nghệ kỹ thuật số, điều cần thiết là phải có đối tác công nghệ phù hợp để hỗ trợ quá trình chuyển đổi này.

Với 50 năm kinh nghiệm, Grupo Álava cung cấp các giải pháp công nghệ mang lại giá trị cạnh tranh, cải tiến quy trình và giảm chi phí. Để hỗ trợ khách hàng đáp ứng những thách thức mới thúc đẩy các ngành chuyển đổi kỹ thuật số, MonoM, công ty trẻ nhất trong tập đoàn, đã ra đời vào năm 2016. Là công ty hàng đầu về nền tảng đám mây AIoT (AI + IoT), MonoM dựa vào kinh nghiệm của công ty mẹ và có mặt ở các thị trường khác nhau với các giải pháp chuyên môn, bao gồm cả ngành nước. Công ty tích hợp nền tảng đám mây với công nghệ IoT tiên tiến nhất trong ngành và các dịch vụ mô hình hóa dữ liệu tiên tiến. Deep Tech của MonoM dựa trên việc sử dụng AI, Dữ liệu lớn, Đám mây, IoT và kỹ thuật số.

Nguồn: https://smartwatermagazine.com/news/ tháng 12/2022

ND: Mai Anh