1900年,全球仅有15%的人口居住在城市。如今这一比例已超过50%,涉及的人口数量相当庞大。事实上,这意味着约40亿人依靠城市基础设施来保暖、出行和保持清洁。
科技当然有助于此。数字传感器、智能手机和智能家电,让市民与城市官员之间能够形成新型的沟通和理解。在所谓的“智慧城市”中,信息和通信技术(ICT)以及物联网(IoT)被用于提升城市生活品质。智慧城市是实现联合国所设定目标的重要组成部分,即让城市环境“包容、安全、有韧性且可持续”。
在讨论或考量智慧城市时,水利基础设施往往被忽视。考虑到供水服务对人类健康和福祉至关重要,这似乎很奇怪。但水常被视为一种“看不见的公用事业”,人们对此习以为常。该行业利用新技术的步伐也一直较慢。
但有一点毋庸置疑:水应当成为智慧城市理念的核心要素。智能水务技术即将走进你所在的城市,主要有两种方式。
智能水表
智能电表已广泛用于管理家庭能源需求。但也有确凿证据表明,同类水表能够大幅减少家庭用水。水务行业在家庭水表普及方面落后于能源行业,但这种情况正在改变。英国的供水公司正面临供水能力受限以及需求增长的局面。
例如,英国最大的供水公司泰晤士水务公司将面临每天短缺1.33亿升供水的局面,到2020年(足够利物浦市使用24小时);如果需求持续增长,到2040年每天甚至会短缺4.14亿升(足够纽卡斯尔、谢菲尔德和利物浦三座城市合计使用)。

因此,该公司已启动智能水表安装计划,预计将有41.4万只智能水表于2020年前在伦敦安装。到2025年,该公司每年将处理350亿条按小时采集的水表读数。
从如此海量的数据中提取有关用水量的有用信息并不容易。一套名为iWIDGET的系统旨在分析各个家庭的用水模式,随后呈现结果、对比和反馈,为家庭提供用水信息。它还会提供高度个性化的建议,帮助减少用水并提高花费的效益。
下水道洪水预警
没人愿意遭遇洪水,尤其是来自下水道的洪水。关于城市中此类洪水发生可能性、影响范围和地点的可靠信息非常宝贵,但现有检测方法可能既缓慢又昂贵。
我们的研究展示了一种替代方法的应用:RAPIDS(排水系统雷达雨洪识别),它不再只是检测下水道系统中的洪水,而是对其进行预测。该方法利用计算机模型实时评估大型网络,并对下水道洪水发出警报。在英国三个地区应用该方法的研究结果显示,其洪水预测准确度大幅提高。
潮湿的未来
智能传感器、人工智能、大数据分析和云计算终于开始应用于城市水系统管理。这在一定程度上得益于新一代水务行业领军者的出现,他们接受过水信息学培训,将大数据与智能技术结合起来,提供更可持续的水务解决方案。水信息学是一门新兴学科,其目标之一是赋能市民,让他们能够以个人身份参与供水服务。
但要让水龙头持续出水,水信息学专家还需要帮助。一批新型专业人才工程师和科学家需要跨越传统上相互独立的学科开展工作,共同管理全球供水。预计到2045年,城市人口将达到60亿。这意味着淋浴设备、冲水马桶和水槽将大量用水。因此,在此期间,我们和水系统都需要变得更加智能。





