A „Villamos energiaszolgáltatást nélkülöző, extrém üzemi körülmények (csöpögő víz, víz alatti üzem stb.) mellett működő, tömegáram-minimumot mérő és távadó elektronikus vízmennyiség mérőrendszer, ivóvízhálózatok vízveszteségének csökkentésére” című projekt az Európai Unió és a Magyar Állam által nyújtott vissza nem térítendő támogatásból, a GINOP-2.1.7-15-2016-00268 azonosító számú projekt keretében 76,18 millió forint költségvetéssel, a Széchenyi 2020 program keretében 46,95 millió forint, vissza nem térítendő támogatás felhasználásával valósul meg. A fejlesztést a GINOP-2.1.7-15-2016 kódszámú „Prototípus, termék-, technológia- és szolgáltatásfejlesztés” című pályázati felhívásra benyújtott sikeres pályázatból, valósítja meg a PROCOMP Számitástechnikai és Elektronikai Kft.

Előzmények

PROCOMP Számítástechnikai és Elektronikai Korlátolt Felelősségű Társaság GINOP-2.1.7-15-2016-00268 azonosító számon regisztrált 2017.12.21. napon kelt támogatási döntés szerint Villamos energiaszolgáltatást nélkülöző, extrém üzemi körülmények ( csöpögő víz, víz alatti üzem, stb.)  mellett működő, tömegáram-minimumot mérő és távadó elektronikus vízmennyiség mérőrendszer, ivóvízhálózatok vízveszteségének csökkentésére, című projektjére 46.96 millió forint vissza nem térítendő támogatást nyert

Vízszolgáltatás napjainkban, piacelemzés

Napjainkra az ivóvíz értéke jelentősen megnőtt. Ez nem csak a kitermelés növekvő költsége miatt van így, hanem azért is, mert mai világunkban „hiánycikké” vált a jó minőségű ivóvíz. Ivóvizet a  vízi közmű szolgáltatók biztosítják a fogyasztók részére .
A vízi közmű szolgáltatók racionalizálásával, jelenleg hazánkban 41 nagyszolgáltató van. (1. számú melléklet  a 41 szolgáltatóról)

Magyarországon minden magyarországi településre bevezették a vezetékes ivóvizet, a háztartások 95%-ának van hozzáférése a hálózathoz. Közép-Európai viszonylatban  ez a legjobb arány

 

 Az éves mintegy 440 millió köbméter vízfogyasztás háromnegyede lakossági felhasználáshoz köthető. Az egy főre eső napi átlagos vízfogyasztás 90-100 liter. Az ipari termelés csökkenésével a nem háztartási ivóvíz felhasználás jelentősen csökkent, aminek hatására a lakossági felhasználás aránya a teljes felhasználáshoz viszonyítva 64%-ról 76%-ra emelkedett

A hozzávetőleg napi 100 literes fejenkénti vízhasználatnak csak néhány százalékát teszi ki az ivásra és főzésre használt csapvíz. Legnagyobb hányadát, mintegy 40%-át a zuhanyzáshoz illetve fürdéshez, ötödét a WC öblítéshez, további ötödét a mosáshoz, a tizedét pedig kézmosáshoz kapcsolódóan használjuk.

A víziközmű ellátás sematikus ellátási lánca

A bemutatott ellátási lánc a törvényben meghatározott víziközmű-szolgáltatás alaptevékenységi folyamataihoz kapcsolódik.
A tisztított víz elosztása jól behatárolható körzetekre van osztva. Ez a főágból történő földfelszín alatti, vízfogyasztás mérőkkel ellátott  aknákban  leágazásokkal történik. Így biztosítható, hogy csőtörés vagy egyéb üzemzavar esetén egy vízellátási térség külön lezárható legyen.
Az adott ág, illetve körzet vízfogyasztása a fogyasztók által vételezett ivóvíz mennyiségének, valamint a hálózati veszteségeknek az összege. Az ivóvízhálózat vesztesége tehát az adott körzetbe betáplált és az értékesített vízmennyiség közötti különbség. Az ivóvízhálózat vesztesége tehát az adott körzetbe betáplált és az értékesített vízmennyiség közötti különbség.

Magyarország ivóvíztermelése és fogyasztása (millió köbméter)

 

A termelt (rendszerbe táplált) és a szolgáltatott (fogyasztóknak átadott) vízmennyiség közötti különbség, vagyis az értékesítési különbözet, egyrészt technológiai (mosatásra használt) vízfelhasználásból fakad, másrészt vízveszteség eredménye. A vízveszteség egyik része a szerződés nélküli vételezéshez kapcsolódóan keletkezik, nagyobb részben pedig csőtörés, mérési veszteség, szivárgás, vagyis hálózati veszteség formájában jelentkezik.
A csővezetéken lévő szivárgás, illetve csőtörés a veszteség domináns része. A víziközmű-szolgáltatást közel 100%- ban lefedő MAVÍZ 2009. évi statisztikája alapján Magyarországon: • a vízellátásban részesülő lakosság száma: 8,902 millió fő, • az ellátott terület összes lakossága: 9,457 millió fő, • a vízhálózat hossza: 58 330 km, • termelt ivóvíz: 553 272 m3/nap, • értékesített ivóvíz: 441 720 m3/nap, • nem értékesített ivóvíz (NRW): 111,552 millió m3/év. A hálózatba juttatott ivóvíz több mint 20%-a (kitermelt víz 20,16%-a, eladott víz 25,25%-a), azaz évente 111,55 millió m3 „útközben” elvész. Ennek értéke 300 Ft/m3 átlagos vízárral számolva évente 33,465 milliárd Ft.
A Zalavíz Zrt. vonatkozásában: az éves víztermelése 5.110.000 m3, a fenti adatok ismeretében, az év vízveszteség 1.022.000 m2,. 300Ft-os m3 áron ez 306.600,000,-Ft.
Okos mérés
Aaz okos mérés víziközmű terén történő bevezetésére, az okos mérés megvalósítása az üzemeltetők és a felhasználók számára is számos előnnyel jár. A technológia alkalmazható például a következő területeken: távleolvasás, fogyasztás előre fizetése, szolgáltatáskorlátozás, mérőhitelesség ellenőrzés, csőtörések és dugulások lokalizációja. A mérőadatok gyors, on-line eljuttatása az ügyfélkapcsolati és számlázási rendszerbe, a felhasználói on-line tájékoztatások, a különböző fogyasztási korlátozások gyors, költséghatékony alkalmazása és az előrefizető mérők használata szolgáltatói szempontból mind előnyös funkciók lennének.

ábra: Az okos mérés sematikus bemutatása

 
Az előnyök eléréséhez azonban jelentős kihívásokra kell megoldást találni:
Az elektronikus mérők áramkimaradás esetén nem mérnek, az akkumulátoros mérők viszont rövidebb élettartamúak és sérülékenyebbek.
A kommunikációs kapcsolat biztosítása a vízmérő és az adatkoncentrátor (adatgyűjtő egység) között a távolság és az energiafogyasztás miatt ütközhet nehézségekbe.
Kihívást jelenthet szükséges energiaellátás biztosítása.
.
Napjainkban a vízszolgáltatóknál az un. „okos mérés” leggyakoribb megvalósított  adatátviteli megoldása , a „webSCADA folyamatirányító rendszer”. A webSCADA lehetőséget ad az üzemi információk összegyűjtésére (Supervisory Control And Data Acquisition - SCADA) és szétosztására. Direktben lekérdezi a hozzá tartozó technológiai egységeket (pl. nyomásfokozók, víztornyok, víztárolók, átemelők) és alközponton keresztül kommunikál. A kommunikáció URH-s, saját kábeles ésGPRS lehet. Láthatóan a webSCADA-elsősorban folyamatirányításra fejlesztették ki. Tekintettel arra, hogy hálózati villamos energia ellátási igénye van, földfelszín alatti mérőaknában elhelyezett mechanikus mérési elvű vízmennyiség mérők adatainak feldolgozására és továbbítására alkalmatlan, továbbá extrém üzemi állapotok mellett pedig használhatatlan.
Villamos energiát nélkülöző, Extrém üzemi körülmények ( csöpögő víz, víz alatti üzem, stb.)  mellett működő körzetmérők távfelügyelet gyakorlatilag nem megoldott. Erre ad megoldást fejlesztésünk.

Projekt műszaki-szakmai tartalma

Az elektronikus figyelőrendszerek kiépítését általában nagymértékben nehezíti, hogy a földfelszín alatti mérőaknákban nincs a villamos hálózati energiaellátás, ami sok esetben nehezen, vagy nem megoldható, tekintettel arra, hogy a mérőaknák helye is távol esik a villamos hálózati energiaszolgáltatástól. Nehezíti a helyzetet továbbá az is, hogy a mérők gyakran extrém üzemi körülmények (csöpögő víz, víz alatti üzem, stb.) mellett működnek. Amennyiben a körzetmérőkön napi rendszerességgel rögzítenénk a fogyasztási adatokat (különös tekintettel a tömegáram- minimum értéket), ezek napi feldolgozása és kiértékelése jól jellemezné a körzet veszteségi paraméterét. Pl. a körzetre adódó 24 órás ún.: tömegáram-minimum érték megnövekedése a csőtörést valószínűsítené, de a körzetmérőkön kiválóan megfigyelhetők lennének a lakosság életritmusából fakadó időegység alatti vízmennyiség-változások is. A körzetek a 24 órás napi ciklusok mellett minimum, és maximum vízfogyasztási értékekkel jellemezhetők. A projekt célja olyan elektronikus adatgyűjtő és tömegáram-minimum detektáló mérőrendszer kifejlesztése, ami az ivóvízhálózatokra felszerelt mechanikus működési elvű, impulzus kimenetű vízmennyiség-mérők által mért adatok felhasználásával, illetve azok GSM hálózaton történő távolsági továbbításával az elősegítik, az ivóvízhálózatok távdiagnosztizálását. A projekt megvalósulásával az ivóvíz-szolgáltató vállalatok hálózatdiagnosztikai szakemberei, mérési eredményekre alapozva hozhatják meg döntésüket a hibahelyek feltárási területeiről, körzeteiről, így időben megtörténhetnek azok az intézkedések, amelyek a vízveszteség mértékét jelentősen csökkentik. A fejlesztés magában foglal, egy a mérőaknákba a mechanikus vízmennyiség mérőkhöz telepíthető, extrém üzemi körülmények alatt is működőképes kis fogyasztású tömegáram-minimumot mérőt és távadót, amely elemcsere nélkül 6-8 évig működik. Folyamatosan gyűjti az átáramló víz-mennyiség
adatokat. Óránként rögzíti, az adott órában a vízfogyasztást és a tömegáram minimum értéket (adott órában az egymást követő két mennyiségi impulzus közötti leghosszabb időt). A tömeg-áram minimum érték az a jellemzője egy adott körzetnek, ami a legjobban jelzi a hálózat vízveszteségi állapotát. A rögzített fogyasztási adatokból naponta adatcsomagot állít össze, ami tartalmazza utolsó 30 órára vonatkozóan óránkénti összesítésben a mérőn átfolyt vízmennyiséget, a tömegáram minimum értéket, továbbá a mérőóra azonosítószámát és a felszerelését követő halmozott vízfogyasztásértékét. Az így kapott vízmennyiségi mérési adatokból összeállított adatcsomagot, - vezeték nélküli adat átvitellel -, a közelébe telepített GSM kommunikációs készülékbe továbbítja . A GSM hálózatból a fejlesztő WEB felületre beérkező, és az ivóvíz körzetekre jellemző adatok kiértékeléséhez egy, a vízszolgáltató elvárásait figyelemvevő program készül. A program a beérkező adatokat a beérkezéskor azonnal feldolgozza, és interneten a vízszolgáltató diszpécser (kliens) számára hozzáférhetővé teszi. A tömegáram-minimumot mérők a szolgáltató igénye szerint nem csak körzetmérő aknákba, hanem közületi, ill. lakossági mérőaknába is elhelyezhetők. Kiválóan alkalmas lehet továbbá az illegális vízvételezések kimutatására is.

Újdonságtartalom

A rendszer a legújabb elektronikai és informatikai technológiákra épül. A hasonló technológiával, de más alkalmazási céllal működő távfelügyeleti rendszerekhez képest is újszerű megoldás tömegáram minimum mérése, és annak figyelembevételével egy pontosabb és értékelhetőbb eredmény.

1. Tömegáram-minimum mérés :
Az adatgyűjtő elvégzi a különböző mérőtípusoktól érkező impulzusok számolását, és óránkénti darabszám meghatározását. Ezen felül az adatgyűjtő órás időtartamon belüli tömegáram-minimum mérést is megvalósít, az impulzusok közötti periódusidő mérési funkciója által. A mért tömegáram-minimum érték az ivóvízhálózat állapotjellemzője. Ezen érték ismerete teszi lehetővé a hálózatdiagnosztikát végző szakembereknek a hálózati-vízveszteség valószínűségi területi behatárolását.
2.Más megoldás:
Más megoldásokkal ellentétben a GSM kommunkációs mérési adattovábbító fizikailag is külön egységet képez. A vezeték nélküli kapcsolat az adatgyűjtő és a kommunikátor egység között azzal az előnnyel jár, hogy a kommunikátort, - a működés elengedhetetlen feltételét jelentő GSM térerővel bíró helyre -, lehessen elhelyezni. Ha indokolt, akkor akár a mérőaknán kívüli felszerelés is könnyen, kábelezés nélkül is megoldható. A szeparált elrendezés szervízelési üzemviteli szempontból is sok előnnyel bír. Pl. esetleges meghibásodás esetén az adatgyűjtő funkció zavartalanul továbbra is működőképes, ezért nincsen kumulálási adatvesztés.
3. Extrém üzemi körülményeknél is üzemképes:
Mérőaknában extrém üzemi körülmények között is működőképes. Az adatgyűjtő és GSM kommunikációs készülék elektromos és mechanikus kiépítése olyan, hogy extrém üzemi körülmények (csöpögő víz, víz alatti üzem, stb.) mellett is működőképes.
4. Elemcsere nélküli hosszú idejű üzemképesség
Elemcsere nélkül 6-8 évig üzemképes. Olyan elemmel működő, adatgyűjtő és GSM kommunikációs kis fogyasztású készülék kerül kifejlesztése, mely elemcsere nélkül 6-8 évig működik. Ehhez a kis fogyasztású elektronika mellett olyan szoftverrel és kommunikációval kell rendelkeznie, amit egy megfizethető áron beszerezhető elem is tud táplálni 6-8 évig.
5. GSM kommunikátor többcélú felhasználása:
A GSM kommunikátor, mint egy „postaláda” működik. Bármikor és bárhonnét ide jutó adatcsomagot azonnal továbbítja a GSM hálózaton keresztül a fejlesztő WEB szerverére. Ezen tulajdonsága miatt vételi távolságra lévő bármilyen adatgyűjtő, riasztó stb. rendszer adatcsomagja rajta keresztül az éjjel-nappal ügyelő diszpécserhez eljuthat. Így pl. akna állapot figyelésre (aknatető lopás, akna víztelitettség stb.), de akár betörésjelző, tűzvédelem, riasztójelzésének továbbítására is alkalmas.
6. Az adatgyűjtő helyszíni kézi leolvasása:
Bármilyen kommunikációs, vagy feldolgozói hiba esetében (GSM szolgáltatói hiba, szerverhiba, WEB hálózati hiba stb.) lehetőség van arra, hogy az adatgyűjtőben tárolt adatok , kézi leolvasó készülékkel a mérőaknában leolvashatók legyenek. Ezáltal elkerülhető az adatvesztés.
7.Kiértékelő szoftver
A beérkezett , ivóvíz körzetekre jellemző adatokat kiértékelő szoftver A GSM hálózatból a fejlesztő szerveréhez beérkező, az ivóvíz körzetekre jellemző adatok (fogyasztási és tömegáram minimum értékek) kiértékeléséhez egy, a vízszolgáltató elvárásait figyelembevevő program készül.

TEVÉKENYSÉGEK BEMUTATÁSA

1. 6 db. egymástól eltérő üzemelési hely (földfelszín alatti mérőakna) kiválasztása a. 1 települést mérő talajvizes vasbeton akna b. forgalmas főútban elhelyezkedő akna, időjárástól függően elárasztott c. folyamatosan talajvizes /mérő is víz alatt van/ akna d. 1 települést mérő száraz vasbeton akna e. 2 települést mérő talajvízzel elárasztott vasbeton akna f. ipari fogyasztó vasbeton aknája
2. 3 db. Fejlesztői munkahely létrehozása • Fesztői munkahely tömegáram-minimumot mérő és távadó elektronika fejlesztő • GSM kommunikációs készülék fejlesztő • Kiértékelő és információs felület programozó
3. Extrém üzemi körülményekkel jellemezhető vízmennyiség mérőhelyekre is alkalmas, olyan elemmel működő kifogyasztású, tömegáram-minimumot mérő és távadó elektronika kifejlesztése, mely elemcsere nélkül 6-8 évig működik.
4. Extrém üzemi körülményekkel jellemezhető vízmennyiség mérőhelyekre olyan elemmel működő kifogyasztású, GSM kommunikációs készülék kifejlesztése, mely elemcsere nélkül 6-8 évig működik.
5. Próbaüzem beindítása I. rész, csak az adatgyűjtő, GSM kommunikátor és a GSM hálózat működéséhez: a. az adatgyűjtők elhelyezése a különböző üzemi körülmények mellett működő vízmennyiség-mérő aknákban; b. a GSM kommunikátorok felszerelése az adatgyűjtők közelében, alkalmasan megválasztott védett helyen; c. a tesztek beindítása és értékelése.
6. Adatgyűjtés, kiértékelés: WEB tárhely létrehozása, szerver számítógép telepítése, kiértékelő program készítés
7. Grafikus kijelző rendszer kialakítása: a kijelző a mérési helyek állapotát, program által kigyűjtött statisztikákat és grafikonokat mutatja , jól megkülönböztetően jelzi a rendellenességet.
8. Termék dokumentálása
9. Próbaüzem II. rész: Komplett rendszer tesztelése
10. Eredmény értékelése, külső szakértő bevonásával
11. Termék végső tulajdonságainak kialakítása a szakértői értékelés figyelembevételével
13. Paci megjelenéssel kapcsolatos tevékenységek: a. Piackutatás, piacfelmérés (tanulmány megrendelése); b. DEMO eszközépítés c. Marketing anyag elkészítése d. Kiállításokon, bemutatókon részvétel

EREDMÉNYEK BEMUTATÁSA

Jelenleg a víz-szolgáltatók a mérőórák ritka és nem egyidejű leolvasása miatt nem kapnak olyan adatokat, ami azonnali és értékelhető eredményt adna a veszteségek feltárására. A projekt eredménye olyan elektronikus adatgyűjtő és tömegáram-minimum detektáló rendszer kifejlesztése, amelyik az ivóvízhálózatokra felszerelt, első körben körzet, valamint az ipari fogyasztók vízmennyiség-mérők által mért adatok, felhasználásával, illetve azok GSM hálózaton történő távolsági továbbításával az elősegíti az ivóvízhálózatok távdiagnosztizálását. A projekt megvalósulásával az ivóvíz-szolgáltató vállalatok hálózatdiagnosztikai szakemberei, mérési eredményekre alapozva hozhatják meg döntésüket a hibahelyek feltárási területeiről, körzeteiről. A körzetek a 24 órás napi ciklusok mellett minimum, és maximum vízfogyasztási értékekkel jellemezhetők. A napi (éjszakai) tömegáram-minimum ismeretében gyorsan felismerhetőek megnövekedett vizelfolyások, amiből csőtörésre, illetve egyéb rendellenességekre lehet következtetni. A hiba feltárása, és kijavítása ezt követően azonnal elkezdhető. A körzetmérőkön kiválóan megfigyelhetők (hosszabb időszak megfigyelésének eredményképpen) a fogyasztók életritmusából fakadó időegység alatti vízmennyiség-változások. Ennek ismeretében a fejlesztések célirányosabban meghatározhatók. A közületi fogyasztók a vízszolgáltatóknál kiemelt figyelmet kapnak. Ezek bekapcsolása a távfelügyeleti rendszerbe lehető teszi, a havi (vagy bármely időpontban) időpontokban a fogyasztás távleolvasását. Lehetőség van a távfelügyeleti szolgáltatásra, ahol a szolgáltató a fogyasztót folyamatosan tájékoztatja - óránként rögzített és folyamatosan kiértékelt – fogyasztásáról, esetleges túlfogyasztásairól és egyéb rendellenességről. Ennek ismeretében a környezettudatos fogyasztói magatartását kialakíthatja, ami takarékosabb (gazdaságosabb) vízfogyasztást eredményez.
Létrejövő (létrejöhető) eredmények: • 24 órás napi ciklusokban a minimum fogyasztási érék továbbítása. • 24 órás napi ciklusokban maximum vízfogyasztási értékek továbbítása. • figyelmeztető jelzés, ha a megszokott, vagy beállított értékektől eltérő értékek érkeznek be a mérőről.( tömegáram-minimum érték megnövekedése, napi maximum fogyasztás növekedése) • riasztójelzés, ha csőtörésre utaló érték detektálódik. • riasztó jelzés ha a mérő nem továbbítja a jeleket. • Bármelyik mérőhelyhez tartozó körzet, vagy fogyasztó (vagy ezek összesítése) tetszőleges időintervallum közötti fogyasztása. • Bármelyik mérőhelyhez tartozó körzet, vagy fogyasztó (vagy ezek összesítése) tetszőleges időintervallum közötti tömegáram minimum változásai. • Hosszabb időszak tömegáram és fogyasztás vizsgálatának elemzése. Következtetések . Minden érték grafikusan és numerikusan is megjeleníthető!

1. számú melléklet: vízi közmű szolgáltatók Magyarországon

1	ALFÖLDVÍZ Regionális Víziközmű-szolgáltató Zrt.
2	Aqua Szolgáltató Kft.
3	BÁCSVÍZ Víz- és Csatornaszolgáltató Zrt.
4	BAJAVÍZ Baja és Térsége Víz- és Csatornamű Kft.
5	BAKONYKARSZT Víz- és Csatornamű Zrt.
6	BARANYA-VÍZ Zrt.
7	BORSODVÍZ Önkormányzati Közüzemi Szolgáltató Zrt.
8	DAKÖV Dabas és Környéke Kft.
9	Debreceni Vízmű Zrt.
10	Dél-Pest Megyei Víziközmű Szolgáltató Zrt.
11	Délzalai Víz- és Csatornamű Zrt.
12	DMRV Duna Menti Regionális Vízmű Zrt.
13	Dunántúli Regionális Vízmű Zrt.
14	Dunaújvárosi Víz, - Csatorna – Hőszolgáltató Kft.
15	E.R.Ö.V. Egyesült Regionális Önkormányzati Zártkörűen Működő Részvénytársaság
16	Érd és Térsége Regionális Vízi Kft.
17	ÉRV Északmagyarországi Regionális Vízművek Zrt.
18	Északdunántúli Vízmű Zrt.
19	Észak-zalai Víz- és Csatornamű Zrt.
20	FEJÉRVÍZ Fejér Megyei Önkormányzatok Víz- és Csatornamű Zrt.
21	Fővárosi Csatornázási Művek Zrt.
22	Fővárosi Vízművek Zrt.
23	Gyulai Közüzemi Kft.
24	Heves Megyei Vízmű Zártkörűen Működő Részvénytársaság
25	KAVÍZ Kaposvári Víz- és Csatornamű Kft.
26	Kiskunsági Víziközmű-Szolgáltató Kft.
27	Mezőföldvíz Regionális Víziközmű Kft.
28	MIVÍZ Miskolci Vízmű Kft.
29	Nyírségvíz Zrt.
30	"PANNON-VÍZ" Víz- Csatornamű és Fürdő Zrt.
31	Pápai Víz- és Csatornamű Zrt.
32	Soproni Vízmű Zrt.
33	Szegedi Vízmű Zrt.
34	TETTYE FORRÁSHÁZ Zrt.
35	Tiszamenti Regionális Vízművek Zrt.
36	VASIVÍZ Vas Megyei Víz- és Csatornamű Zrt.
37	Víz- és Csatornaművek Koncessziós Zrt. Szolnok
38	Zempléni Vízmű Kft.
39	Érd és Térsége Csatorna-szolgáltató Kft.
40	Hajdúkerületi és Bihari Víziközmű Szolgáltató Zrt.
41	TÖRSVÍZ Csatornamű Üzemeltető és Szolgáltató Kft.