Ім'я файлу: Новий Текстовый документ OpenDocument.doc
Розширення: doc
Розмір: 209кб.
Дата: 27.11.2023
скачати
Пов'язані файли:
Водопостачання та водовідведення міста.doc


Міністерство освіти і науки України
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА імені О.М. Бекетова
Кафедра Водопостачання, водовідведення і очищення вод

Магістерська робота

 Водопостачання міста та промпідприємств з застосуванням новітніх технологій

Виконав:

студент групи МБВГТ-2022

Вільхівський.М.В.

Керівник:к.т.н.,доцент

Ісакієва О.Г

Харків - 2023 р.
Зміст
Вступ
1 Дослідницька частина
2 Проєктна частина
3 Охорона праці
4 Організація будівництва
Висновки
Перелік використаних джерел

Вступ

Водопостачання- комплекс інженерних споруджень призначених для забору води із джерела, її очищення, зберігання, створення необхідного напору, транспортування до місця споживання й розподілу води між споживачами.

Забезпечення населення чистою водою має велике значення, тому що оберігає людей від різних епідемічних захворювань, які передаються через воду.

Безперебійну подачу води до споживачів забезпечують централізовані водопровідні системи, частиною яких є водогінні мережі. Надання достатньої кількості води в населений пункт дозволяє підняти загальний рівень його благоустрою.

Неухильне зростання водоспоживання внаслідок розвитку промисловості, поліпшення благоустрою міст і сіл вимагає вирішення все гостріших проблем будування спеціальних споруд, поліпшення якості, подавання і розподілу води, охорони навколишнього середовища та раціонального використання водних ресурсів. Це можливо у разі системного підходу до розв’язання питань комплексного використання води з урахуванням інтересів усіх її споживачів, а також за умови підвищення інтенсивності роботи діючих та будівництва нових систем водопостачання.

Система водопостачання міста являється частиною інфраструктури сучасного міста і повинна в процесі роботи задовольняти вимогам надійності та економічності.

Одним із рішень по зниженню витрат систем водопостачання е техніко –економічний аналіз мережі міста.

1.Дослідницька частина.


Україна активно застосовує різні сучасні технології для вдосконалення систем водопостачання у містах та на промислових підприємствах.

Системи моніторингу та IoT(Internet of Things Інтернет речей) : Деякі українські підприємства використовують системи IoT для моніторингу рівнв води, тиску у мережах та автоматичного виявлення витоків. Наприклад, підприємства які працюють у сфері "розумного" водопостачання.

  1. Види параметрів моніторингу якості води

Інтелектуальне управління якістю води SWQM – це процес вимірювання критичних параметрів якості води, виявлення відхилень, забезпечення раннього попередження про небезпеку та забезпечення того, що ці параметри знаходяться у прийнятному діапазоні. Кілька важливих параметрів, які контролюються системами WQMS, включають:

  1. Рівень солі

Солоність зазвичай накопичується у воді, особливо підземних. Висока солоність впливає на значення PH води, що робить її непридатною для використання людьми чи худобою. У зв’язку з тим, що підвищення солоності може спричинити загибель тварин або рослин, дуже важливо контролювати ці значення як в аквакультурі, так і в тваринництві.

  1. Рівні бактерій

По-справжньому небажана сутність у громадській воді – це бактерії. Неможливо переоцінити вплив цих мікроорганізмів на здоров’я населення. Вживання зараженої бактеріями води може спричинити різні захворювання, від дизентерії до діареї. WQMS використовує спеціальні методи для вимірювання концентрації патогенів у неочищеній або очищеній воді.

  1. Рівні кисню

В ідеалі вода повинна мати достатню кількість розчиненого кисню. Кисень, газ, який заповнює порожні простори між молекулами води, важливий для водного життя. Однак деякі водойми містять більше розчиненого кисню, ніж інші. Ця варіація існує в природі, але часто на неї впливає діяльність людини. WQMS може виявити, коли рівень кисню падає нижче стандарту або коли інші хімічні речовини/елементи, як-от азот, потрапляють у воду.

Системи моніторингу якості води для збору інформації в реальному часі щодо якості вихідної води були розроблені багатьма водопровідними підприємствами. Для визначення рН води, каламутності, розчиненого кисню та інших характеристик існує ряд розумні датчики і системи дистанційного моніторингу Інтернету речей були представлені на початку 21 століття. Деякі технології дистанційного зондування також використовувалися з метою спостереження за якістю навколишньої води в річкових, естуарних і прибережних водоймах


  1. Недоліки традиційної системи управління водними ресурсами

Під якістю води розуміють хімічні, фізичні та біологічні характеристики води на основі стандартів її використання. А якість води зазвичай відбирають і аналізують у лабораторіях. Таке вимірювання якості води супроводжується такими проблемами, як витрати часу, інтенсивність витрат, а також помилки людей.

  1. Переваги використання IoT для моніторингу якості води

Системи моніторингу якості води на основі IoT вимагають складних технологій Шлюзові пристрої IoT, розумні датчики та складні комунікаційні технології IoT. Ці IoT пристрої дозволяють вимірювати та передавати дані про різні параметри, такі як температура, вміст кисню та pH, на віддалений хмарний сервер, дозволяючи здійснювати постійний моніторинг якості води в режимі реального часу та збирати знання, необхідні для прийняття обґрунтованих рішень щодо водного господарства.

Переваги системи моніторингу якості води на основі технології IoT можна виділити наступним чином:

  • Моніторинг води в реальному часі: дані про якість води у заздалегідь визначених або бажаних місцях можна надіслати через зовнішні шлюзи LoRaWAN через періодичні проміжки часу описувати поточний стан води;

  • Раннє виявлення забруднення води: Небезпечні показники якості, такі як фізичні, хімічні та мікробні властивості, можна постійно вимірювати, а забруднення води можна виявити на ранній стадії, щоб вжити відповідних заходів і уникнути серйозних ситуацій.

  • Своєчасне сповіщення про зміни умов: Мережа інтелектуальних датчиків може являти собою датчики, розгорнуті в складному регіоні, і всі вони спілкуються один з одним, щоб надати повну картину того, що відбувається в цій області. Будь-які відхилення показників, що контролюються, можуть бути виявлені та миттєво попереджені, щоб допомогти у визначенні загроз або небезпек.

  • Зниження витрат і підвищення ефективності: Використання бездротових сенсорних мереж і на відкритому повітрі промислові шлюзи в WQMS (система управління якістю води) на основі IoT мінімізує витрати на польові дослідження. Вимірювання води можна проводити здебільшого в лабораторії та менше на місці. Таким чином, дослідники матимуть більше часу для аналізу даних і прогнозування тенденцій, залишаючись на крок попереду.

  • Виключити людську помилку: Оскільки згенеровані дані завантажуються автоматично, немає місця недогляду чи людській помилці.

Для забезпечення постачання чистої води необхідний постійний моніторинг якості води. . Моніторинг якості води на основі Інтернету речей гарантує, що вода відповідає стандартам незалежно від того, чи буде вона використовуватися для пиття, плавання, промислового виробництва тощо.  

Завдяки використанню бездротових сенсорних мереж WQMS на основі Інтернету речей може контролювати рівень pH води та інші важливі характеристики в режимі реального часу. Така інформація може бути відправлена ​​в хмару або граничний обчислювальний шлюз, де його буде перевірено на прийнятний стандарт води. Коли будь-який параметр води відхиляється від допустимого стандарту, можна вжити миттєвих заходів завдяки можливостям моніторингу в реальному часі WQMS.

  1. Як працює моніторинг води IoT і необхідні компоненти

Принцип роботи системи моніторингу забруднення води на основі IoT не дуже складний. Він складається з низки малопотужних інтелектуальних датчиків, підключених до MCU(мікроконтролер) для визначення параметрів якості, і кількох шлюзів IoT із пакетами SDK від ThingsBoard для спрямування отриманих даних у хмару для віддаленого моніторингу, а також додатку для настільного комп’ютера для виконання класифікації даних і аналіз. Користувачі також можуть збільшити його, додавши різні датчики для вимірювання інших параметрів.

  1. Загальні будівельні блоки системи моніторингу якості води IoT

Блок-схема системи моніторингу якості води на основі iot

Щоб зібрати інформацію з численних параметрів, розумні датчики спочатку занурюють у воду. Датчики перетворюють фізичний параметр на електричний, який можна виміряти. Дані з датчиків зчитуються контролером шлюзу IoT, який потім використовує відповідну комунікаційну технологію для передачі даних до програми та, якщо необхідно, їх обробки. Це дозволяє здійснювати віддалений моніторинг, а також віддалений доступ, якщо дослідники хочуть бачити дані в реальному часі за допомогою своїх смартфонів або ПК.

Яку комунікаційну технологію вибрати та параметри, які слід контролювати, залежить від потреб програми. Програма включає в себе функції управління даними, аналіз даних і систему сповіщень на основі контрольованих параметрів.

  1. Компоненти системи моніторингу води IoT

Після ознайомлення з принципом роботи необхідно знати компоненти типової системи моніторингу якості води з підтримкою Інтернету речей.

розумна система моніторингу якості води

Датчики є основними апаратними компонентами систем моніторингу якості води на основі Інтернету речей. Вони часто розгортаються в джерелах води, що контролюються (таких як озера, річки тощо), і використовуються для вимірювання вищезгаданих параметрів. Типова система WQMS може включати датчики температури, pH, каламутності, електропровідності тощо.

Щоб відстежувати використання води в будинках і на підприємствах, рішення з управління водними ресурсами також використовують розумні водопровідні пристрої, такі як витратоміри. Розумні лічильники IoT можуть допомогти водопровідним службам краще керувати своїми системами та реагувати на можливі проблеми, надаючи дані про споживання води в реальному часі.

Шлюзи є ключовими зв’язками між мережею датчиків і хмарними серверами, особливо коли ці датчики не можуть використовувати IP-адресу. Дані з системи моніторингу якості води неможливо завантажити в хмару без шлюзу IoT, який виступає як міст до Інтернету. Глобальні мережі малої потужності (LPWAN) або інші протоколи бездротового зв’язку, такі як WiFi, Bluetooth або Zigbee, можна використовувати для підключення датчиків у розумних системах моніторингу якості води.



  1. Граничні обчислювальні пристрої

Пропускна здатність використовуваного шлюзу залежатиме від масштабу водопровідного проекту чи системи. Шлюз периферійних обчислень може бути чудовим варіантом для локального зберігання даних, обробки їх у межах шлюзу та створення негайних сповіщень відповідно до попередньо визначених правил, якщо ви хочете знизити вартість хмарних служб і зменшити затримку.

Центральний сервер або хмарна служба може зберігати та обробляти дані датчиків за допомогою програмного забезпечення або алгоритмів для пошуку тенденцій і закономірностей. Якщо виникне занепокоєння щодо якості води, відповідним органам буде подано сигнал тривоги для вжиття заходів.

  1. Управління якістю води в житлових приміщеннях

Water Quality Monitoring Systems також забезпечує моніторинг води в приміщеннях для мешканців житлових будинків. Розумні лічильники води можна встановлювати в будинках і на підприємствах, щоб відстежувати споживання води, знаходити витоки та завчасно повідомляти про потенційні проблеми, такі як наявність свинцю чи інших токсинів у воді. Ці гаджети можуть допомогти водопровідним службам краще керувати своїми системами та швидко реагувати на можливі проблеми, надаючи дані про споживання та якість води в реальному часі.

  1. Висновки

Підсумовуючи, моніторинг якості води є вирішальним інструментом для захисту як здоров’я людини, так і водних ресурсів. Використовуючи технологію Інтернету речей, ми можемо здійснювати моніторинг у реальному часі та раннє попередження, отримати краще розуміння стану якості води та швидко вжити заходів, щоб зупинити забруднення води та її погіршення. Моніторинг якості води IoT може не тільки підвищити точність і ефективність інтелектуального управління водними ресурсами, але й значно покращити збереження водних ресурсів.

У майбутньому ми маємо підстави припускати, що технологія IoT відіграватиме більш важливу роль у сфері моніторингу якості води та може бути широко використана в різних секторах, таких як водопостачання, що постачає чисту воду, оптимальна якість води для високої врожайності сільськогосподарської продукції та рослинництва. , очищення стічних вод тощо.

Проєктна частина.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас