طراحی و اجرای سامانه هوشمند پایش و کاهش تلفات آب شهری با استفاده از اینترنت اشیا در شبکه توزیع شهرداری

بحران کمبود آب و نرخ بالای تلفات در شبکه های توزیع شهری، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران، به یکی از چالش های اصلی مدیریت شهری تبدیل شده است. آب به حساب نیامده (NRW)، که بخش عمده ای از آن ناشی از نشت های فیزیکی پنهان در زیرساخت های فرسوده است، سالانه موجب هدررفت حجم عظیمی از منابع آبی تصفیه شده و انرژی می گردد. روش های سنتی تشخیص نشت، به دلیل ماهیت واکنشی، زمان بر و پرهزینه بودن، کارایی لازم برای مقابله با این معضل را ندارند. این مقاله با استفاده از روش شناسی مروری-تحلیلی، به طراحی یک چارچوب جامع برای سامانه هوشمند پایش و کاهش تلفات آب مبتنی بر فناوری اینترنت اشیا (IoT) می پردازد. معماری پیشنهادی شامل چهار لایه اصلی است: لایه حسگرها (شامل سنسورهای فشار، جریان، و آکوستیک)، لایه شبکه ارتباطی (با تمرکز بر پروتکل های کم مصرف مانند LoRaWAN)، لایه پلتفرم و تحلیل داده (با بهره گیری از هوش مصنوعی برای تشخیص آنی ناهنجاری ها) و لایه کاربردی (شامل داشبورد مدیریتی و سیستم هشدار). یافته های پژوهش نشان می دهد که پیاده سازی چنین سامانه ای با فراهم آوردن امکان پایش لحظه ای و تشخیص دقیق و سریع محل نشت، می تواند به طور چشمگیری شاخص آب به حساب نیامده را کاهش داده، بهره وری عملیاتی را افزایش و مدیریت منابع آب شهری را به سمت الگویی پایدار و داده محور سوق دهد. در نهایت، پیشنهادات کاربردی برای پیاده سازی فازبندی شده این سامانه در شهرداری ها و شرکت های آب و فاضلاب ارائه می گردد.

کلیدواژه ها:

تلفات آب ، آب به حساب نیامده (NRW) ، اینترنت اشیا (IoT) ، شبکه توزیع آب ، مدیریت هوشمند آب ، پایش لحظه ای ، تشخیص نشت.