เนื่องจากการขยายตัวของเมืองและการเปลี่ยนผ่านสู่ระบบดิจิทัลอย่างรวดเร็ว ระบบประปาซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานของเมืองจึงมีบทบาทสำคัญในการสนับสนุนชีวิตของประชาชนและการผลิตในภาคอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม เครือข่ายประปาแบบดั้งเดิมต้องเผชิญกับความท้าทายมากมายในการดำเนินการและการบำรุงรักษา (O&M) รวมถึงท่อที่เก่า อัตราการรั่วไหลสูง ความยากลำบากในการระบุตำแหน่งอุปกรณ์ และประสิทธิภาพการซ่อมแซมต่ำ เพื่อตอบสนองต่อปัญหาเหล่านี้ การจัดการน้ำอัจฉริยะจึงกลายมาเป็นแนวทางสำคัญในการเปลี่ยนแปลงและอัปเกรดภาคส่วนสาธารณูปโภคด้านน้ำ ในบรรดาเทคโนโลยีที่ช่วยให้เกิดขึ้นได้ RFID (Radio Frequency Identification) โดดเด่นด้วยการระบุโดยไม่ต้องสัมผัส ความสามารถในการระบุตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง และการจัดการข้อมูลแบบเรียลไทม์ ทำให้เป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินการและการบำรุงรักษาของเครือข่ายประปา บทความนี้จะสำรวจว่า RFID มีส่วนช่วยปรับปรุงการดำเนินการของเครือข่ายประปาได้อย่างไร และวิเคราะห์การใช้งานจริงและคุณค่าของ RFID

1. ความท้าทายในการดำเนินงานระบบประปา

ก. ขาดความโปร่งใสและบันทึกสินทรัพย์ไม่ครบถ้วน

สาธารณูปโภคด้านน้ำแบบดั้งเดิมมักอาศัยเอกสารกระดาษหรือสเปรดชีตที่กระจัดกระจายเพื่อจัดการสินทรัพย์โครงสร้างพื้นฐาน เช่น วาล์ว มาตรวัดน้ำ ข้อต่อ และฝาปิดท่อระบายน้ำ ระบบที่กระจัดกระจายเหล่านี้ทำให้ยากต่อการได้รับการอัปเดตสถานะแบบเรียลไทม์ ส่งผลให้การจัดส่งและการบำรุงรักษาไม่มีประสิทธิภาพ

ข. อัตราการรั่วไหลสูงและการตอบสนองต่อความล้มเหลวช้า

ท่อที่เสื่อมสภาพ ความเสียหายจากการก่อสร้าง และการใช้น้ำโดยไม่ได้รับอนุญาต ล้วนเป็นสาเหตุของอัตราการรั่วไหลโดยเฉลี่ยที่สูง การตรวจสอบด้วยมือนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงและล่าช้า ทำให้ยากต่อการตรวจจับและแก้ไขปัญหาในระยะเริ่มต้น

ค. การจัดวางอุปกรณ์ที่ยากลำบากและรูปแบบท่อที่ซับซ้อน

ในเขตเมืองเก่า แบบแปลนที่ไม่สมบูรณ์และท่อใต้ดินที่ทับซ้อนกันทำให้การบำรุงรักษามีความซับซ้อน ซึ่งมักนำไปสู่การขุดโดยไม่ได้ตั้งใจและการซ่อมแซมที่ไม่ตรงแนว

2. ภาพรวมและข้อดีของเทคโนโลยี RFID

RFID เป็นเทคโนโลยีระบุและส่งข้อมูลแบบไร้สัมผัสที่ใช้คลื่นวิทยุ ระบบ RFID ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสามส่วน ได้แก่ แท็ก RFID เครื่องอ่าน และระบบการจัดการแบ็กเอนด์

ในภาคสาธารณูปโภคด้านน้ำ แท็ก RFID สามารถติดหรือฝังลงในส่วนประกอบโครงสร้างพื้นฐาน โดยแต่ละส่วนจะมีรหัสประจำตัวเฉพาะตัว แท็กเหล่านี้มีข้อดีหลายประการ:

• การระบุตัวตนที่มีประสิทธิภาพ :สามารถอ่านข้อมูลได้โดยไม่ต้องมีการสัมผัสทางกายภาพหรือถอดประกอบ ช่วยให้การตรวจสอบสินทรัพย์มีประสิทธิภาพมากขึ้น

• ความทนทานแข็งแกร่ง :แท็ก RFID เฉพาะทางมีความทนทานต่อความชื้น อุณหภูมิสูง และการกัดกร่อน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมทางน้ำที่รุนแรง

• การบันทึกข้อมูลอัจฉริยะ :สามารถจัดเก็บตารางการบำรุงรักษา บุคลากรที่รับผิดชอบ และข้อมูลประสิทธิภาพการทำงาน โดยจัดทำเป็นบัญชีแยกประเภทสินทรัพย์ดิจิทัล

• การวางตำแหน่งที่แม่นยำ :เมื่อบูรณาการเข้ากับ GIS (ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์) RFID จะช่วยให้ติดตามตำแหน่งสินทรัพย์ใต้ดินได้อย่างแม่นยำ

3. การประยุกต์ใช้ RFID ในการดำเนินงานเครือข่ายน้ำ

ก. การจัดการสินทรัพย์ดิจิทัล

สามารถติดแท็ก RFID ไว้ที่วาล์ว มาตรวัดน้ำ ฝาปิดท่อระบายน้ำ และข้อต่อท่อ ซึ่งช่วยให้ติดตามข้อมูลตลอดอายุการใช้งานได้ เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาสามารถสแกนแท็กโดยใช้เครื่องมือถือเพื่อเข้าถึงรหัสสินทรัพย์ วันที่ติดตั้ง ประวัติการบำรุงรักษา และสถานะประสิทธิภาพการทำงาน

ตัวอย่างเช่น ในโครงการจัดการน้ำอัจฉริยะในเมืองแห่งหนึ่งของจีน วาล์วที่สำคัญทั้งหมดถูกเข้ารหัสและติดตั้งแท็ก RFID ในระหว่างการตรวจสอบ พนักงานสามารถตรวจสอบตารางการบำรุงรักษาและตรวจจับสิ่งผิดปกติได้ทันที ทำให้การจัดการทรัพย์สินมีความแม่นยำและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างมาก

ข. การประสานงานตรวจจับการรั่วไหลและการซ่อม

เมื่อตรวจพบการรั่วไหล ศูนย์ควบคุมสามารถใช้แท็ก RFID เพื่อค้นหาชิ้นส่วนที่ชำรุดได้อย่างรวดเร็วและเรียกค้นประวัติการบำรุงรักษา เมื่อใช้ร่วมกับข้อมูล GIS ระบบจะแสดงตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ที่แน่นอนของชิ้นส่วนและโครงสร้างพื้นฐานโดยรอบ ทำให้สามารถซ่อมแซมได้อย่างตรงจุด

แท็ก RFID ขั้นสูงบางรุ่นยังมาพร้อมกับเซ็นเซอร์สำหรับตรวจสอบพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น แรงดันและอุณหภูมิ แท็กอัจฉริยะเหล่านี้สามารถส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ไปยังศูนย์ควบคุม ซึ่งอัลกอริธึมจะวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อหาสัญญาณเริ่มต้นของการรั่วไหล โดยเปลี่ยนรูปแบบการบำรุงรักษาจากเชิงรับเป็นเชิงป้องกัน

ค. ความปลอดภัยในการก่อสร้างและการตรวจสอบอัจฉริยะ

ในระหว่างการก่อสร้างหรือการปรับปรุงท่อ การวางผังใต้ดินที่ซับซ้อนมักนำไปสู่ความเสียหายโดยไม่ได้ตั้งใจ เครื่องหมายที่มีแท็ก RFID ที่ฝังไว้ตามท่อช่วยให้ทีมงานก่อสร้างระบุเส้นทางที่ถูกต้องและหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่ไม่จำเป็น

นอกจากนี้ RFID ยังสามารถผสานรวมกับระบบตรวจสอบเพื่อสร้างการแจ้งเตือนอัตโนมัติสำหรับการบำรุงรักษาตามกำหนดหรือการรายงานความผิดปกติ พนักงานตรวจสอบจะสแกนแท็ก RFID เพื่อตรวจสอบและอัปโหลดผลงาน สร้างบันทึกการบำรุงรักษาที่ตรวจสอบได้และติดตามได้ ซึ่งช่วยลด "การตรวจสอบซ้ำซ้อน"

4. กรณีศึกษาและผลลัพธ์

ในเขตพื้นที่ใหม่เจียงเป่ยของเมืองหนานจิง ได้มีการนำแพลตฟอร์ม RFID และ IoT มาใช้เพื่อสร้างระบบจัดการสินทรัพย์ดิจิทัลแบบรวมศูนย์สำหรับเครือข่ายน้ำ หลังจากดำเนินการไปแล้ว 1 ปี ก็ได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

• เวลาในการวางท่อลดลง 90 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการซ่อมแซมฉุกเฉินได้อย่างมาก

• อัตราการปฏิบัติตามการตรวจสอบวาล์วเพิ่มขึ้นเป็น 98% โดยมีบันทึกดิจิทัลครบถ้วน

• อัตราการรั่วไหลประจำปีลดลงจาก 15% เหลือ 8% แสดงให้เห็นถึงประโยชน์จากการประหยัดน้ำที่สำคัญ

• มีการสร้างฐานข้อมูลสินทรัพย์ดิจิทัลที่ครอบคลุม ซึ่งทำให้โครงสร้างพื้นฐาน “มองเห็นได้ ตรวจสอบได้ และจัดการได้”

ขณะนี้กำลังขยายโมเดลนี้ไปยังเขตอื่นๆ เพื่อทำหน้าที่เป็นมาตรฐานในการเปลี่ยนแปลงระบบสาธารณูปโภคด้านน้ำของเทศบาลสู่ระบบดิจิทัล

5. ความท้าทายและทิศทางในอนาคต

แม้จะมีข้อดี แต่การนำ RFID มาใช้ในอุตสาหกรรมน้ำก็ต้องเผชิญกับอุปสรรคบางประการ ดังนี้

• ต้นทุนเริ่มต้นสูง :แท็ก RFID ประสิทธิภาพสูง (เช่น ทนแรงดัน รองรับเซ็นเซอร์) มีราคาค่อนข้างแพง และต้องมีการลงทุนล่วงหน้าจำนวนมาก

• ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม :ส่วนประกอบที่ฝังลึกหรือการรบกวนของโลหะอาจทำให้การอ่าน RFID ลดลง

• ความซับซ้อนของการบูรณาการข้อมูล :การนำไปใช้ให้ประสบความสำเร็จต้องอาศัยการบูรณาการกับ GIS, SCADA, ระบบบริการลูกค้า เป็นต้น ซึ่งอาจเป็นเรื่องท้าทายทางเทคนิค

• ข้อกำหนดการฝึกอบรม :พนักงานภาคสนามจำเป็นต้องได้รับการฝึกอบรมเพื่อปรับตัวเข้ากับเครื่องมือและเวิร์กโฟลว์ใหม่ๆ

หากมองไปข้างหน้า เทคโนโลยี RFID น่าจะบูรณาการกับ NB-IoT, 5G, การวิเคราะห์ภาพด้วย AI และบล็อคเชน เพื่อให้สามารถตรวจจับได้กว้างขึ้น ตัดสินใจอัตโนมัติ และจัดการข้อมูลอย่างปลอดภัย เมื่อต้นทุนแท็กลดลงและความสามารถในการปรับแต่งเพิ่มขึ้น คาดว่า RFID จะขยายไปสู่เมืองขนาดเล็กและขนาดกลางและระบบน้ำในชนบท ส่งผลให้โซลูชันน้ำอัจฉริยะแพร่หลายมากขึ้น

บทสรุป

RFID กำลังทำลายคลังข้อมูลที่ขัดขวางการจัดการน้ำแบบเดิม โดยเปิดใช้งานการดำเนินการที่รวดเร็ว แม่นยำ และชาญฉลาด ในบริบทที่กว้างขึ้นของการพัฒนาเมืองอัจฉริยะ RFID รองรับกรอบการจัดการน้ำแบบครบวงจร ตั้งแต่การตรวจจับและการส่งข้อมูล ไปจนถึงการวิเคราะห์ การตัดสินใจ และการดำเนินการ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานและการบำรุงรักษาและคุณภาพการบริการลูกค้าเท่านั้น แต่ยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงการใช้ทรัพยากรน้ำอย่างยั่งยืนอีกด้วย เมื่อ RFID เติบโตอย่างต่อเนื่องและได้รับการสนับสนุนด้านนโยบาย RFID จะกลายเป็นเสาหลักที่สำคัญของโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำอัจฉริยะ โดยชี้นำระบบประปาในเขตเมืองให้เข้าสู่ยุคใหม่ของการจัดการที่ชาญฉลาดและชาญฉลาด