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1、澳大利亚规划47卷，2010年第2期，基于Web的知识管理系统：智能电表连接未来城市水计划简介智能电表基于Web的知识管理系统讨论的好处进一步发展和实施结论城市规划和供水规划相互交织。本文探讨了智能电表的潜在作用，为未来的水在澳大利亚的城市规划和管理。智能电表，电力正在铺开全国，而水的智能电表尚未在如此大规模的实施，他们有能力提供越来越多的数据规划者和对居民用水模式。这些数据转换为有用的信息，提出了一个基于Web的知识管理系统（WBKMS），集成了智能电表，最终利用水的消费量数据，无线通信网络和信息管理系统，以提供实时信息如何，何时，何水被消耗，为消费者和公用事业。从系统的汇总数据，也将是建筑
2、师，开发商和规划者的利益，寻求理解整个城市分层样本的水消费模式。发展WBKMS和相关的研究议程，以解决目前的知识差距的挑战的概述总结的文件。 繁华的城市，必须能够从人口增长，气候变异和气候变化应对未来的压力，同时保持充足的供水服务，为居民和企业。比勒尔等人的研究（比勒尔，B，Rapson史密斯2005年，人口结构的变化和城市生活用水合并，墨尔本整合等澳大利亚水务协会的影响。） 在澳大利亚城市生活用水的城市，人口结构的变化和巩固的影响查看所有引用透露，在2001-2031期间，在全国各大城市的水需求，可以预计将增加37的平均。水资源管理的基础上逐渐减少供水（由于干旱和降雨模式改变）和预计的需求不
3、断增加，已成为住宅消费者，行业和各级政府的主要关切。 最近接受许多澳大利亚城市的举措相结合，以减少需求（如安装节能电器和事业循环用水），并已开始安装雨水箱和海水淡化厂的建设，通过增加供应来源。供水水源和需求格局的这种变化意味着需要更聪明的城市供水管理办法，以实现水资源可持续未来的城市供水规划时，只对如何建立和供水重点的时代已经过去了。这千变万化的供水系统，需要强大的信息喂养的适应性和创新的管理。目前，政府和公共事业的投资大量资金，在水战略的实施和发展，以确保未来的用水需求得到满足。需求管理策略包括限制用水，节水装置回扣计划，用水效益标签，节约用水或教育方案，压力和泄漏管理（英曼和杰弗里，英曼，
4、审查和杰弗里：水资源保护工具的性能和实施效果的影响，城市供水期刊）。 源替代或水适合使用包括更换指定饮用水年底使用再生纸，灰色或雨水冲洗厕所和灌溉等。从这些方案中实现节约用水是通过多种假设，但计算，一次到位，有限地考虑到与这些战略确定的实际水储蓄。上述多样化的需求管理策略，每个人都有不同的潜力，实施的规模而定，如在图1所示。图1中的“泡沫”的大小代表了潜在的规模措施（无论是小或更大的），有超过一半，根据这些智能电表技术措施，以实现有效监控他们的潜力，相对节约的措施。例如，实施时间使用或干旱的定价。干旱定价可以取代限水措施，减少户外用水收取较高的价格，在缺水时期，是干旱的一种手段。它的结构只适用
5、于上述分配的配额基于基本的家庭使用，这意味着户主仍然可以浇他们的花园，但这样做将支付溢价。对用水的实时信号是必要的，为消费者和公用事业。智能电表，它可以识别最终用途，也可以在现有住房中泄漏检测方面发挥了重要作用。图1。减少需求和替代供应方案，跨尺度的潜力。 先进的水计量的到来，记录和无线通信技术，使动态的，准确的测量和传输有用的最终用途的耗水量信息的数据（如淋浴用水的数量和时间）。升/人/天（L / P / D）和百分号（）黄金海岸样本中的水的最终用途击穿的例子如图2所示。这种性质的进一步实时数据将有助于规划者和开发商了解日常用水和消费行为，他们的时空变化。读者可以参考威利斯（2009年四黄金
6、海岸生活用水的最终用途的研究水：澳大利亚水协会，）的分析过程和最终用途从这个过程中总结输出的更多信息。图2。巴迪：黄金海岸生活用水研究水的最终用途，澳大利亚水协会为了提高长期预报，更多的数据和资料整理的有效性和可持续性的需求管理技术应该被收集（科瓦尔斯基：2005年增加生活用水需求管理使用数据的价值的总结报告）。这就需要一种创新的用水量知识管理系统，以加强对当前水资源问题的管理。 虽然智能计量技术正在成为可用的，并正在实施一个简易的方式;但在国际舞台上还没有水组织开发出一种强大的系统，通过一系列全面，即时可用的报告，对水的消费模式和与他人的比较（例如，一个家庭的用水高于可比较的使用淋浴的家庭）
7、，可以帮助用水户（即家庭）和经理（即自来水公司，建筑师，规划师和国家权力机关）。此外，到今天为止，研究人员没有主动提供路线图，为适应这一现有技术的广泛连贯。他们也没有提供一个合适的基于网络的信息传输平台的体系结构。这些都可以用来迅速推进当前过时的城市水资源管理的做法。 本文的目的是：在水资源规划提供概述当代问题，特别是智能电表;，并展示了如何开发一个基于Web的知识管理系统（WBKMS），将使智能电表收集的数据，被客户和公用事业使用，这些单位改进规划从独门独户到全市范围内的规模。智能电表跳转到第 智能电表的概念包括两个不同的元素：计量：使用新技术来捕捉用水信息;通信系统:当发生，或几乎发生可以
8、捕获和传输用水信息。 智能水表基本上履行三项职能，他们使用实时（或接近实时）的基础上电子自动采集，收集和交流最新的用水量读数（伊德里斯：水资源综合保护体系的一个重要的组成部分，第一的澳大利亚年轻水专业会议论）。 信息是作为一个电子信号，它可以像任何其他信捕获，记录和处理。此外，今天的数据分配技术（如米/数据记录器在使用移动电话技术），使人们有可能把这个信号很容易移到任何一台电脑上,并成为进行分析的中心点或为顾客浏览网站。审讯时，数据记录器下载用水量数据到服务器，给人一个在规定期间内的值（伊德里斯，2006年智能电表。进行的水资源综合保护体系的重要组成部分。第一个澳大利亚年轻水专业会议：国际水协
9、会）。用这种方式，智能电表，可以向广大观众沟通捕获的数据，例如公用事业管理者，消费者和设施当局。图3显示了一个典型的设置为一个住宅家庭智能电表的组成部分。应当指出的是来自智能电表系统的丰富的用水量信息是依赖于水表的分辨率和数据记录频率。目前这一代的大型智能电表实现利用经济实惠的标准分辨率水表（即每公升1脉冲）通常每小时一班的记录。这些当前一代的智能计量系统提供了额外的管理影响的范围，如泄漏检测的目前的做法。但是使用时间的资费和需求高峰识别，下一代系统将提供非常高的分辨率（例如每公升72脉冲）；第二，由第二个数据通过GPRS智能信息系统产生动态转移详细的，多方面的水的最终用途数据信息。 虽然目前
10、这一代智能计量系统，确认此处为适合为目的的商业上可行的技术，目前，研究人员已经实施和正在朝着后代高分辨率智能计量系统更迅速的进展和相关的城市供水管理方法。读者应该知道，并非所有的后讨论的智能电表的好处是靠目前的发电技术的全市大规模应用来实现。总之，智能电表是一个既定的技术，现在是成本效益足以在澳大利亚用于收集，存储和分发实时用水量数据。具有这种能力的一个自动化仪表读数系统为监测和控制用水量的消费者和水行政主管部门带来利益。除了消费数据，智能电表，电力部门已确定为提供额外的社会福利，包括提高服务的可靠性，反馈，需求响应和新的产品和服务。隐私的考虑下，探讨的问题然而，出于隐私的考虑下探索的有关数据
11、的所有权和管理权的问题仍未解决。这应该是一个面积为进一步研究的重点。 作为智能水计量系统的现有架构的扩展，作者提出一个WBKMS设计，这是作为一个强大的工具，以支持水资源综合养护管理系统，以维持长期节约用水的发展。 WBKMS可以积极监控用水量，并提供什么，何时，何地以及如何水消耗的实时信息。在WBKMS的主要职能包括：通过智能水计量系统的实时用水量数据收集，传输和存储到知识仓库的数据和分析数据，并产生一个可以由网上广泛的用户（如消费者，水利水电，政府机构，开发商）访问的报告。开发商将不得不在新南威尔士州产生兴趣，这里，水业竞争行动组于2006年，允许私营部门的供应商（除政府拥有的公用事业）提
12、供网状的饮用水，循环水及污水处理服务给居民。调控有关法是建立在2008年，两种牌照类型（或两者）可以被应用为 - 网络运营商的牌照，以构建，维护或操作水业基础设施；零售供应商的牌照，这必须要获得以提供饮用水非饮用水或水业基础设施。 在写时，有三个非饮用水基础设施和非饮用水的零售供应，其中没有一个是尚未使用的许可证持有人。但是，也有目前的污水处理基础设施和服务提供的申请人，未来，零售商被期待。居民（例如在一个新的发展）将不会收到两个独立的水源;相反，政府全资拥有的工具将成为默认的供应商，在私营供应商已不复存在的时候。WBKMS将为每个特定的用户组提供量身定制的分析工具和报告。这种制度商业和工业客
13、户也适用，但尚未被开发为住宅客户，整个被用于水资源规划的实用普及不够。图4提供的WBKMS结构的图解说明。 一个WBKMS的应用是允许个人消费者登录到用户定义的用水量网页查看他们每天，每周，每月消耗表以及用水模式上的图表，以及水的最终用途分类。此外，累计计费水账单可以每天甚至每小时更新；网上报警，将产生表明过度用水的潜在原因（如内部泄漏），这将有助于消费者采取相应的节水行动。 该系统还可以使供水设施，尽快介入，作为最终使用，如主要的漏水。持续了几个月就结束忽视的泄漏，将成为过去。由系统生成的分析报告还能够帮助公用事业，以确定不同类型的消费者的水消费模式。图5为不同组别的住户的每月用水分析的一个
14、例子。这个例子表明，这将是可能的相关人口统计数据存储与水的消费模式，从而更深入地了解不同类别的用水户。这种类型的信息将允许水行政主管部门制定有针对性的教育活动，有机会制定不同的资费制度，以影响消费行为的有关保护和水的使用。WBKMS的最强大的功能是将水的消费量数据和信息转化为用水量知识。 重要的是，这里要注意，完全达到了的上述WBKMS功能型水表，智能电表配置最好是高分辨率（例如每公升72脉冲）。这种类型的电表，将使高频测量用水量，使水流分解成离散的水最终用途的事件（如淋浴，厕所，园林灌溉等上）。加强以前的报表中，用较低的分辨率米的智能计量系统将仍然从WBKMS框架中获得许多好处，但没有收到客
15、户或管理报告的最终用途用水量。详细的用水量数据和分析输出的基础上，未来的水消费趋势可以预测和节约用水的机会，从而最终改善水消费行为的理解。这方面的知识，可以提供额外的制订水需求管理策略，以降低消费的有效和高效的支持。它也可用于针对资源战略和选择，提供最高的水量至少节省成本。在图6所示概念，计量，规划和管理链接的途径。基于基础设施的规划，需求管理和水消费的WBKMS的好处将在下一节讨论。图6。智能计量管理和跨尺度规划中的作用基础设施的规划和管理 主要集中在长期战略规划，包括供水和污水处理基础设施的规划和管理;系统建模;发展评估和空调;优先基础设施的规划，基础设施费，政策和日程安排;增长管理;发展
16、战略整体流域水资源管理过程中的评估研究和开发;和区域规划为改善基础设施的规划和管理的现行做法的WBKMS产生重大影响。提供供水和污水处理系统和家庭的需求和供给的数据可以协助系统的建模，通过：在家庭和分配制度确定泄漏;提供实时的昼夜模式对水的需求，在家庭层面上，这将有助于了解所需的供水量，存储需求，可用于转售或分销的供应过剩，排水量数据;污水处理系统的要求（如处理过程;河口，海洋和河流的影响）提供更好的预测模型，通过实时的最终用途数据先验知识与典型的废物等用途构成。WBKMS可以通过改善基础设施的规划：更好地建模的供水和污水处理系统，提高识别和强调基础设施的升级要求;全面了解的基础上的一个特定区
17、域的扩展与现有基础设施和管理增长的用水需求;有效的优先基础设施的规划和区域规划。从WBKMS的数据也将提供一个入水需求管理策略，在发展规模的发展和效益显着的洞察力。水需求管理 水需求管理（WDM）定义为实际的发展战略的实施，旨在减少需求。 WDM的五个类别包括：（1）安装工程，即高效淋浴器或洗衣机;（2）经济学，即水价;（3）执行，即水的限制;（4）鼓励，即对水高效衣服，退税方案垫圈：（5）和教育，即促进节约用水的做法，如缩短淋浴时间。一个WBKMS的应用可以大大提高对当前决策有关的WDM战略发展的决策以及提供从已经实施的方案实现了节约用水的经验验证。水行政主管部门和消费者，最终用途的实时数据
18、的应用，无疑将彻底改变当前波分复用专案的方法。 1 WBKMS一些好处包括以下内容： 能力监察用水量执法或限制水平的影响;立即量化用水的最终用途（S）的影响，有针对性的教育方案（例如特定的人口统计，淋浴时间，退税程序）的能力;从实施的工程应用，如高效的水家电（如洗衣机，淋浴玫瑰等），压力和泄漏管理，建立节约用水的能力;提供实时用水量数据提供的水造成的知识和了解个人的用水量，这与其他人相比如何增加用户/客户;一个明确的成本和水的WDM方案实施的节能效益，最终找到最少的成本规划议程的财务分析工具;在家庭或企业泄漏易于识别。WBKMS将允许为瞬时量化的用水量WDM战略的影响。这将导致显着的改善上的开
19、发和交付等措施，从而结束了对需求管理策略的循环。水客户目前的计量和计费系统只提供一个单一的用水量数据图给客户，是关于他们的水费或利率的通知。在WBKMS用水量数据的广泛的知识转移，直接向消费者提供了一个平台。WBKMS将提供一个方便的系统，它允许用户登录并看到：其中，他们何时何地消耗的水，它们是如何实现人均消费的;他们的消费如何与其他类似的人口构成比较;有关目前水的限制水平的信息;和分配（即最终使用调节水的目标），并就如何减少用水量在地区和高使用期的秘诀。通过WBKMS用户将被引导到支付的水费，从而为需要的人提供该系统，解释了如将何消费行为转化为他们的水费账单的一种理解。满足客户WBKMS的功
20、能要求包括以下内容。 有其特定的登录和他们的财产（水帐户）的密码登录到自来水公司的网站的用户。然后屏幕上会出现一个欢迎页面，为他们的财产提供用水摘要。 摘要用水包括昨天，上周，上个季度，今年的日期和相关费用。发展的最终用途，每星期报告摘要，季度和年度期间将可用。 用户可以将他们本区域家庭的平均或正常的最终使用的消费和类似的构成、类似的人口状况（这种类型的私人信息一旦被双方一致同意由户主进入系统）相比较。 如果有一个家庭在一个指定的最终用途使用量高于平均水平的水的情况（如洗衣服），他们将提供一些建议/下载方式，以减少在该地区的消费量（即洗衣机 - - 高效淋浴）; 目前的限水由地方当局设置的水平
21、。报告和建议，还可以提供减一个特定的时间内家庭用水超成本的影响。这样的系统的提供将帮助消费者得到比水公用事业或政府程度较高的所有权。最终，被建议的WBKMS将是一个宝贵的知识和意识转移到用户的工具，使得目前的政府监管和执法水平将随着时间的推移降低。图7显示了从客户界面实现的潜在产出的例子 被建议WBKMS可以达到目前的计量水平，数据记录，数据传输技术，信息系统，以及被采用的人工智能领域的一些技术。然而，仍有一些实现久经考验的系统，适用于水行业中存在的障碍。已被提上研究议程的障碍，包括以下内容： 创建强大的无线传感器网络。这些无线传感器网络必须能够传送成千上万的往返数据到澳大利亚所有家庭的远程服
22、务器。虽然它是可用的网络是可用的，无线网络的可靠性方面的问题，黑点，电源，用户损坏，防水和交叉连接需要解决的问题。 信息系统，可以收集和储存水的最终使用信息。服务器能够收集的所有数据进行分析的逻辑方式是必不可少的。 自动化和可靠的流动痕迹的处理到最终使用的数据类别。模式匹配算法的发展，可以实现高度精确的分类，发展和培训 - 与最终用途数据适合许多不同的家庭已经完成。这是最关键的障碍，需要水的最终用途分析需要费时的手工加工方法来作为当前迫切需要研究的关注。 自动化的报告工具的发展，利用处理后的信息，在水公用事业和/或用户的要求为个人或家庭组创建定制的报告。 水公用事业或个人用户可以访问一个用户友
23、好的基于Web的界面，使所需信息的发展。 应解决的另一个重要的问题是实施和建议WBKMS的维护，涉及目前的高经济成本与高分辨率水表和数据记录仪的最显着的成本。进一步的研究调查短期和长期的WBKMS花费影响，需要帮助制订适当的实施计划，以提供系统的利益和用户的能力之间的平衡，来吸收这样一个系统的额外财务费用。财务分析是千变万化的动态所需的智能计量技术的成本，随着时间的推移变得大幅便宜，可靠性提高了数据传输问题的解决，成本降低，通过应用研究证明成为先进的管理方法。事实上， WBKMS供水服务的规划和管理的发展将需要以综合方式包括和考虑所有利益相关者。所有利益相关者的整合是必要的，不仅对水，能源和其
24、他公用设施，作为利益相关者的角色重叠（图8）。目前，水和能源最终用途的研究往往开始独立（例如，计划在2010年墨尔本）。全国协调的方式，整合能源和水的智能电表，可以建立在现有的框架，如国家智能电表项目（澳大利亚）创新的整合和发展，所有的包容性数据，如管理WBKMS的工具为可持续发展和合理利用宝贵的水资源和能源提供所需平台。本文表明，现在发生在水资源规划变化，包括在家庭和发展规模的高效利用和检漏的焦点，如何通过智能电表改进，以实现更有效的节水潜力。广泛引入智能水表发展需要一个WBKMS的接口与客户和公用事业，并加工成有价值的信息，为水资源管理和城市规划收集数据。目前的研究表明，在智能电表和最终使
25、用领域，为一个WBKMS的发展需要。建立这样一个系统，为基础设施规划者，WDM经理，建筑师和寻求更好地了解水的消费模式的开发商带来显着的好处。该系统还提供全面的信息给用户，这将大大提高他们的知识和了解他们的用水量目前的水平，从而使他们积极主动地解决和控制他们的消费水平。一个WBKMS的发展，最终可能导致更知情的基础设施规划，战略发展和监控的WDM战略；在何处，何时和如何正在使用水供水设施和消费者的意识显着改善。注释：1。在缺水时期，用光定价可以取代限水措施，减少户外用水收取较高的价格，作为一种手段。它的结构只适用于上述分配的配额需要基本的家庭使用，这意味着户主仍然可以浇花园，但这样做将支付溢价
26、。2。在写作时，有三个非饮用水基础设施和非饮用水的零售供应，其中没有一个是尚未使用的许可证持有人，也有目前的污水处理基础设施和服务提供的申请人，在预计未来，分服务商也被需要。居民（例如在一个新的发展）将不会收到两个独立的水源;相反在私营供应商已不复存在的时代，政府全资拥有的工具将成为默认供应商。参考文献1。比勒尔Rapson，V和史密斯，B，2005年，F。人口结构的变化和城市生活用水，墨尔本整合：澳大利亚水务协会的影响。2。布里顿，T.，科尔，G.，斯图尔特，R和晶须2008年，D。小区住户泄漏的远程诊断。水：89-93：澳大利亚水协会，35（6）杂志。3。钱伯斯，VK，Creasey，法学博士，Glennie，光大，科瓦尔斯基M和Marshallsay的的2005年，D。总结报告，提高生活用水需求管理使用数据的价值 - 威尔特郡：WRC PLC
