GPRS 远程监控 — 里约热内卢饮用水管网的泄漏管理系统

由于 2016 年国际奥林匹克运动会之故，巴西重镇 — 里约热内卢的城市基础设施的扩容就显得格外重要。现代化的供水和污水处理，正是其中的一个焦点。在这个大背景下，Technische Universität Darmstadt（德国达姆施塔特工业大学）统筹了一项致力于提高巴西水行业效率的样板工程。该项目旨在携手科学和金融界的伙伴，探寻提高供水的能源效率的方法。而泄漏检测，则是该项目的重中之重。泄漏意味着水资源的损失，水资源的损失就意味着能源的损失，能源的损失意味着高额但可避免的额外开支。这也是该项目的主要出发点之一。里约热内卢大学的校园，位于一个靠近陆地的小岛上，被选为进行该试点项目的场所。市政服务供应商提供了一个可供分析的当地供水系统。该系统，为所选定的社区内约 2000 名住户提供饮用水。

该试点项目，涉及到研究如何运用流量测量技术 — 确定真实的用水量，以及因为泄漏而造成的水资源损失。该应用需要一种先进的测量技术方案，用于连续高精度的流量测量；此外，还需要内置压力传感器用于冗余的泄漏检测。仪表读数需要通过 GPRS 远传到控制中心，以生成准确的用水量和供水压力的资料。由于仪表会安装在可自由接近的测量点，并且会暴露在环境或其他影响因素之下；所以，所使用的测量仪表必须结构坚固，集成 GPRS 模块，并且满足最高的 IP68 防护等级。

科隆公司被选为该样板工程的技术合作伙伴；为此项目提供了 2 台 WATERFLUX 3070 C 电磁水表及 2 台 KGA 42。 仪表的防护等级为 IP68，可以满足长期在水下运行的需求。 测量仪表安装在地面上可以自由接近的地方，其中一台安装在社区供水管网中的主供水管道上（DN 100 / 4"），另一台则位于支路（DN 50 / 2"）。两台水表都集成有压力和温度传感器。

基于流量和压力测量，WATERFLUX 可以连续地提供日间、夜间用水量以及供水管道中压力的测量信息。 KGA 42 为外置的 GPRS 模块 ，用于向控制室无线地传输数据。为了分析及可视化测量数据，还同时测试了基于互联网的 WebKGA 系统，和基于软件的迷你 SCADA 系统 PCWin。可能的仪表报错、电池电量低、超过预设的阈值，都可通过 SMS 或 email 在控制室中触发报警。

之后，出于安全因素的考虑，采用集成了 GPRS 模块的仪表取代了原有的 WATERFLUX，此举成为该项目的 一个里程碑。该 IP68 防护等级的一体型测量仪表，除了精确的流量测量，还集成了温度和压力传感器、数据 记录仪和 GPRS 模块。测量数据通过 GPRS 远传至控制室。并且，该仪表无需接线。封装选项和软件菜单锁， 为仪表提供了保护，杜绝篡改或未授权的访问。

WATERFLUX 3070 C 可以用来精确地分析日间、夜间的用水量。该仪表有助于分析确定约 450 家住户的用水 习惯。例如，在使用 WATERFLUX 的读数之后的很短一段时间内，即可生成精确的用水量记录，并指出了在夜 间异常的持续高用水量。使用 WATERFLUX 集成的压力测量，还可以检测泄漏或其他工艺干扰的可能。通过 快速检测用水损失，WATERFLUX 可以为高效地管理供水管网提供帮助。这不仅保护了水资源，还减少了泄 漏的损失。