Wprowadzenie
Monitoring sieci kanalizacyjnych jest znaczącym elementem zarządzania infrastrukturą obszarów zabudowanych i ochrony środowiska. Dzięki nowoczesnym technologiom, takim jak monitoring przewodowy i bezprzewodowy, możliwe jest monitorowanie stanu sieci kanalizacyjnych na bieżąco, co przyczynia się do poprawy jej efektywności oraz bezpieczeństwa. Podjęcie przez Spółkę inwestycji w zakresie bezprzewodowego monitorowania pracy zaworów w studzienkach podciśnieniowych na obszarze gminy pozwoli na sprawne reagowanie na awarie i ich usuwanie w krótszym niż dotychczas czasie. Do końca roku 2025 Spółka zrealizuje I etap monitorowania studni, który obejmie rejon ulic Pancerniaków – Stalmacha – Dąbrowa oraz na ciągu: ul. Gaikowa – Gwarna.
Trochę o Monitoringu Bezprzewodowym…
Monitoring bezprzewodowy polega na użyciu technologii bezprzewodowych, takich jak Wi-Fi, LoraWAN , Xbee digi lub sieci komórkowe GSM GPRS do przesyłania danych z czujników do centralnego systemu zarządzającego. Wszystkie rozwiązania bezprzewodowe opierają się na technologii fal radiowych. Różnica między nimi polega głównie na częstotliwości fal oraz modulacji. W dużym uproszczeniu przypomina to rozmowę przez popularne niegdyś krótkofalówki.
Zalety:
- Niższe koszty instalacji niż przy monitorowaniu kablowym- przewodowym, kiedy sieć kanalizacyjna jest już wykonana (zakończono roboty ziemne)
- Krótki czas wykonania
- Łatwość w adaptacji – systemy bezprzewodowe można łatwo dostosowywać i rozbudowywać, co jest korzystne w przypadku zmieniających się potrzeb infrastrukturalnych.
- Szeroki zasięg – technologia bezprzewodowa, szczególnie w nowych rozwiązaniach, jak LoraWAN, oferuje duży zasięg działania, co w przypadku rozległych sieci kanalizacyjnych jest bardzo efektywne.
Wśród rozwiązań wykorzystywanych w komunikacji bezprzewodowej służących do monitoringu coraz szersze zastosowanie znajduje Digi Xbee. Przy niskiej energochłonności posiada przyzwoity zasięg i dobrą przepustowość danych. Daje również możliwość manewrowania tymi parametrami. Przykładowo, można dla mniejszego zużycia energii zmniejszyć nieco zasięg lub ilość wysyłanych danych. Właśnie to rozwiązanie zostanie zastosowane na potrzeby monitorowania sieci kanalizacyjnej podciśnieniowej w naszej gminie (rys.4).
Rys.4 Schemat komunikacji monitoringu z wykorzystaniem sieci Xbee
a) studnie podciśnieniowe z modułami Digi Xbee, b) koordynator Xbee, c) stacja przekaźnikowa BTS do komunikacji GSM, d) modem internetowy, e) serwer danych, e) mobilne urządzenia dostępu do serwera danych monitoringu, f) stacjonarny terminal dostępu.
Zastosowania Monitoringu Sieci Kanalizacyjnych
Monitoring znajduje zastosowanie w różnych kontekstach:
- Wykrywanie napływu wód gruntowych i deszczowych, nielegalny zrzut deszczówki; Z punktu widzenia oczyszczalni ścieków wody deszczowe i gruntowe dostające się do sieci kanalizacji, nazbyt obciążają system oczyszczania ścieków. Powodują zakłócenia w procesie biologicznym zachodzącym w reaktorach. Mają niebagatelny wpływ na ekonomikę oczyszczalni poprzez drastyczny wzrost zużycia energii elektrycznej (dłuższy czas pracy maszyn i urządzeń).
- Kontrola pracy studni (zaworów w studniach) kanalizacyjnych, gdyż monitorowanie sieci umożliwia kontrolę ciągłości pracy, w tym ograniczenie zjawisk niepożądanych stanowiących o stanie awarii:
- rozszczelnienie zaworu podciśnieniowego
- zalanie studzienki
- nienormatywny rozkład podciśnienia na sieci, z możliwością znalezienia awarii rozszczelnienie układu rurociągu podciśnieniowego.
Podsumowanie
Optymalizacja funkcjonowania i procesów obsługi sieci kanalizacji poprzez jej monitorowanie ma na celu obniżenie kosztów działalności (w tym kosztów pracy) i podniesienie jakości świadczonych usług. Dzięki zastosowanym rozwiązaniom będzie można zapobiec sytuacjom skutkującym szkodami w infrastrukturze kanalizacyjnej, w środowisku oraz w mieniu odbiorców usług (np. zalania piwnic, dłuższy brak odbioru ścieków) . Prace będą rozłożone na trzy lub cztery etapy. W pierwszy etapie planowane jest zamontowanie czujników na ciągu: ul. Pancerniaków – Stalmacha – Dąbrowa oraz na ciągu: ul. Gaikowa – Gwarna. Przy studniach w bezpośredniej bliskości montowane będą słupki z tworzywa z anteną. Bardzo prosimy mieszkańców o konsultację ich umiejscowienia tak, aby były jak najmniej uciążliwe. Słupki te są ważnym elementem systemu – zapewniają jego spójne działanie i kompletność odbieranych z sieci informacji. W razie przypadkowego uszkodzenia lub zaobserwowania takiego przypadku prosimy o zgłoszenie tego faktu, aby jak najszybciej dokonać naprawy usterki. Gdyby w przyszłości zaszła konieczność zmiany lokalizacji słupka, również prosimy o kontakt w celu wykonania jego przemieszczenia z zachowaniem skutecznego działania. Nie jest to jednak czynność łatwa w realizacji – prosimy więc o rozwagę w podejmowaniu takich decyzji.
Mamy nadzieję, że zalety opisanych działań będą dla Państwa odczuwalne. Na wszystkie nurtujące Państwa pytania z przyjemnością odpowiemy, o postępie prac będziemy informować na bieżąco.
Zespól GPK Sp. z o. o.