उत्तरी संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा में, घर के मालिक अपने बर्फ के ब्लोअर की जाँच कर रहे हैं, जलाऊ लकड़ी का स्टॉक कर रहे हैं और ठंड के मौसम की तैयारी में आउटडोर पाइपों की निकासी करते हैं। नगरपालिकाओं के लिए, हालांकि, शीतकालीन-प्रूफिंग वॉटर मेन इतना आसान नहीं है - पाइप लंबी दूरी तक भूमिगत यात्रा करते हैं, और साल के इस समय, जमी हुई जमीन और तापमान के अंतर से पूरी तरह से लीक में विकसित होने के लिए ठीक दरारें होती हैं, जो अक्सर भयावह परिणाम होती हैं।
आप समय-समय पर सिंकहोल और पानी के मुख्य विराम के बारे में समाचार लेख देखते हैं, लेकिन समस्या वास्तव में एक शहर की गली में विषम चैस की तुलना में अधिक व्यापक, कपटी और प्रभावकारी है।
अमेरिकन सोसाइटी ऑफ सिविल इंजीनियर्स ने अपने 2017 इन्फ्रास्ट्रक्चर रिपोर्ट कार्ड में अनुमान लगाया है कि अमेरिका में वार्षिक रूप से 240, 000 पानी के मुख्य ब्रेक होते हैं, जिसमें 2 ट्रिलियन गैलन उपचारित पेयजल बच जाता है। इसका मतलब है कि प्रत्येक दिन 14 से 18 प्रतिशत पानी का नुकसान होता है, जो 15 मिलियन घरों की सेवा करने के लिए पर्याप्त है। और यह बिगड़ रहा है; यूटा स्टेट यूनिवर्सिटी के एक 2018 के अध्ययन में पाया गया कि अमेरिका और कनाडा में पिछले छह वर्षों में पाइप टूट गया है। इसके अलावा, ग्राहकों द्वारा भुगतान किए गए पानी के बिल पानी के बुनियादी ढांचे को निधि देने के लिए पर्याप्त नहीं हैं, और अमेरिकी वॉटर वर्क्स एसोसिएशन ने इसे ठीक करने के लिए $ 1 ट्रिलियन मूल्य का अनुमान लगाया है। कई विकासशील देशों में, समस्या बदतर है; विश्व बैंक के रूढ़िवादी अनुमान से पता चलता है कि वितरण प्रणाली में डाले गए 35 प्रतिशत पानी को उन 44 देशों में खो दिया जा सकता है जिनकी उन्होंने जांच की थी। दुनिया भर में प्रति वर्ष लगभग 14 बिलियन डॉलर का नुकसान होता है।
काउंटरिनिटिवली, छोटे लीक (प्रति मिनट 10 गैलन से कम) को लीक भी नहीं कहा जाता है, और एएससीई की संख्या 240, 000 की ओर नहीं गिना जाता है। इन छोटी-से-कड़ी दरारें "संभावित लीक" कहलाती हैं - जिन्हें रिसाव कहा जाता है, दरार को पर्याप्त पानी छोड़ना चाहिए ताकि यह जमीन से अच्छी तरह से दिखाई दे। लेकिन संभावित लीक लीक हो जाते हैं, और लीक टूट जाते हैं, और लाखों गैलन (और डॉलर) जमीन में रिसते हैं या डालते हैं।
क्या करना है शहर?
अमेरिकी वाटर वर्क्स एसोसिएशन के अनुसार सर्वोत्तम प्रथाएं पानी की ऑडिट के साथ शुरू होती हैं, पानी की मात्रा की गणना करती है जो एक आदर्श रूप से कुशल प्रणाली के माध्यम से यात्रा करेगी, और इसकी तुलना उस राशि से करेगी जो वास्तव में उपभोक्ताओं द्वारा उपयोग की जाती है, जिसे "राजस्व पानी" कहा जाता है।
C3 वॉटर के अध्यक्ष डेनिस मुटी कहते हैं, '' पानी की दक्षता उद्योग का एक अच्छा-खासा विकसित खंड है, जहाँ आप राजस्व और गैर-राजस्व पानी के संबंध में अपने सिस्टम के प्रदर्शन पर नज़र रखने की कोशिश कर रहे हैं। दक्षिण-पश्चिमी ओंटारियो में नगरपालिकाओं के साथ पीने योग्य और अपशिष्ट जल सहित जल प्रणालियों की योजना और अनुकूलन करने के लिए।
उस ऑडिट के परिणाम से शहरों को पता चलता है कि कितना पानी खत्म हो रहा है। इसे कम करने के लिए, वे अक्सर लीक को देखने के लिए ठेकेदारों को काम पर रखते हैं। पारंपरिक रूप से, रिसाव का पता लगाने में उस दृश्य साक्ष्य की प्रतीक्षा करना, या पूरे सिस्टम की जांच करना, हाइड्रेंट खोलना या रिसाव सुनने की उम्मीद में उन पर श्रवण सेंसर लगाने के लिए पाइप को खोदना शामिल है।
सैकड़ों मील की दूरी पर, दो अलग-अलग आविष्कारक कभी-कभी दो अलग-अलग तरीकों से लीक पर शून्य कर रहे हैं। एक सुन रहा है, ध्यान से और कृत्रिम बुद्धि की मदद से बहते पानी की ध्वनि में सूक्ष्म परिवर्तन के लिए; एक छोटे रिसाव के दबाव के अंतर से बने कोमल टग को ध्यान से महसूस करने के लिए एक नरम रोबोट का उपयोग कर रहा है। प्रत्येक ने विभिन्न नगर पालिकाओं के साथ भागीदारी की है, और प्रत्येक का इरादा उन लाखों गैलन के कुछ हिस्से को जमीन में भागने से बचाने का है।
जब आप वू शंघाई में बड़े हो रहे थे, तो सप्ताह में एक बार, गुरुवार को, उसका पड़ोस अपने नागरिकों को पानी की कमी को दूर करने और पानी की कमी को रोकने के तरीके के रूप में बंद कर देगा। वू कहते हैं, "उन्होंने मेरे समुदाय के लिए पानी बंद कर दिया, जो शायद एक चौथाई मिलियन लोगों को डेढ़ मिलियन लोगों को प्रभावित करता है।" “मुझे लगा जैसे हम महान नागरिक थे, हम शहर को पानी के संरक्षण में मदद कर रहे थे। जब तक मैं एमआईटी में आया, मुझे एहसास हुआ, एक सेकंड रुको, हम पानी का संरक्षण कर रहे हैं, लेकिन उसी समय, 20 से 30 प्रतिशत स्वच्छ पानी उसी सिस्टम में लीक हो गया। "
उन्होंने सेंसर के साथ खिलवाड़ करना शुरू कर दिया, यह सोचकर कि क्या लीक को खोजने का एक बेहतर तरीका है इससे पहले कि वे सुनने के लिए खराब हो जाएं - या जैसा कि कुछ शहरों में करते हैं, जब तक पाइप पूरी तरह से खुले नहीं हो जाते तब तक प्रतीक्षा करें। छह साल से अधिक उन्होंने परियोजना पर काम किया, स्नातक होने के बाद एक कंपनी, वॉचटावर रोबोटिक्स की स्थापना की। वह कंपनी अभी वू के तीसरे प्रोटोटाइप को तैनात करने के लिए पायलट प्रोग्राम शुरू कर रही है, लाइटहाउस नामक बैडमिंटन के आकार का सॉफ्ट रोबोट तैनात है जो पानी के बहाव के साथ पाइप से फिसल जाता है। जैसा कि यह यात्रा करता है, फ्लेक्स सेंसर रोबोट के आधार पर फ़्लिपर्स के एक सेट की निगरानी करते हैं, जो कि छोटे टगों के लिए होता है क्योंकि यह लीक द्वारा गठित दबाव के अंतर को पार करता है। आखिरकार यह एक डाउनस्ट्रीम फायर हाइड्रेंट से बाहर निकलता है, और ऑपरेटर डेटा का उपयोग करके गणना करते हैं कि रिसाव कहां हो सकता है। इस प्रक्रिया के लिए, वू ने 10 पेटेंट प्राप्त किए हैं, और उनकी कंपनी ने उन्हें MIT से लाइसेंस दिया है। डिवाइस 1 गैलन प्रति मिनट के रूप में छोटे रूप में एक रिसाव का पता लगा सकता है
जैसा कि लाइटहाउस यात्रा करता है, फ्लेक्स सेंसर रोबोट के आधार पर फ़्लिपर्स के एक सेट की निगरानी करते हैं, जो कि छोटे टगों के लिए होता है क्योंकि यह लीक द्वारा गठित दबाव के अंतर को पार करता है। (शोधकर्ताओं के सौजन्य से) जमे हुए उत्तर में - वाटरलू, ओंटारियो - शोधकर्ताओं का एक समूह अधिक पारंपरिक विधि को संशोधित कर रहा है, कृत्रिम बुद्धि की सहायता से लीक के लिए सुन रहा है। वॉचटावर रोबोटिक्स की तरह, लक्ष्य कभी छोटे लीक की पहचान करना है। दबाव में परिवर्तन के माध्यम से पता लगाने के लिए ये बहुत छोटे हैं, और पृष्ठभूमि के शोर से मुश्किल है, जिनमें से बहुत कुछ है जब आप पाइप के माध्यम से पानी का एक गुच्छा पंप करते हैं। वास्तव में, यह कहना बिल्कुल सही नहीं है कि वे बिल्कुल सुन रहे हैं। अर्बन वाटर जर्नल में हाल के एक लेख में वर्णित उनका डिवाइस, एक अग्नि हाइड्रेंट के नीचे पानी में डूब गया है और सामान्य से बाहर होने वाली किसी भी चीज़ के लिए पानी में कंपन की निगरानी के लिए हाइड्रोफोनिक सेंसर का उपयोग करता है। सिग्नल स्पेक्ट्रम एनालिसिस नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से, एआई गणितीय रूप से घटकों में सिग्नल को डिकंस्ट्रक्ट करता है, और उनकी तुलना गैर-लीक कंपन से करता है।
", अगर आप कच्चे या पूरे संकेत को देखते हैं, तो आप [लीक और गैर-कर्कश ध्वनियों के बीच] बहुत आसानी से अंतर नहीं कर सकते हैं, " रोला कोडी, यूनिवर्सिटी ऑफ वाटरलू पीएचडी के छात्र कहते हैं, जिन्होंने अर्बन वाटर जर्नल लेख लिखा था। "लेकिन अगर आप सब-कमर्स को देखते हैं, तो लीक और परिवेश के मामले बहुत अलग दिखते हैं।"
इस एआई को प्रशिक्षित करने के लिए- यानी, इसे लीक करने और नॉन-लीकिंग परिदृश्यों के लिए एक आधार रेखा देने के लिए, जिसके साथ तुलना करने के लिए - शोधकर्ताओं ने टी-जंक्शनों, एक अग्नि हाइड्रेंट के साथ 6 इंच व्यास वाले पीवीसी पाइपों का एक नेटवर्क बनाया। और सिम्युलेटेड लीक हाइड्रोफोन से विभिन्न दूरी पर स्थित है। उन्होंने इसे सीधे वाटरलू म्यूनिसिपल वाटर सिस्टम से जोड़ा, जो 50 पाउंड प्रति वर्ग इंच पर चलता है।
परिणाम एक प्रणाली है जिसे स्थायी रूप से लागू किया जा सकता है, पृष्ठभूमि में चलाने के लिए और एक पाइप से समझौता होने पर अलर्ट की पेशकश करने के लिए; हाइड्रेट्स में हाइड्रोफोन वहां बने रहते हैं और लीक को खोजने के लिए रखे जाने और संचालित करने के बजाय लगातार काम करते हैं।
वाटरलू के एआई में अपने रोबोट की तुलना करते हुए, वू प्रौद्योगिकियों के लिए महत्वपूर्ण विभिन्न उपयोग मामलों को इंगित करता है। एक शहरी प्रणाली में, पाइपों का घनत्व और जटिल नेटवर्क खुद को सुनने वाले उपकरणों के लिए उधार देता है, खासकर कंप्यूटर इंटेलिजेंस की मदद से, जो केवल प्रशिक्षित तकनीशियनों पर भरोसा करने के बजाय डेटा का विश्लेषण करने में मदद कर सकता है। लेकिन उपनगरों या ग्रामीण क्षेत्रों में जाएं, और पाइपों के लंबे खंड - कभी-कभी पाइपिंग के मील से कुछ ही घरों में - बहुत सारे हाइड्रोफ़ोन को व्यावहारिक होने की आवश्यकता होगी। उसका रोबोट यहां चमकता है; बस इसे एक हाइड्रेंट में छोड़ दें, और इसे फिर से ऊपर उठाएं, रेखा के नीचे मील।
जेम्स डायसन अवार्ड 2018 में लाइटहाउस को अपना यूएस नेशनल विनर घोषित किया। (डायसन अवार्ड्स) आविष्कारक अब अपने उत्पादों में डायल करने और उन्हें बाजार के लिए तैयार करने के लिए परीक्षणों और साझेदारी में भाग ले रहे हैं। मुट्टी की कंपनी वाटरलू विश्वविद्यालय के लिए एक औद्योगिक साझेदार है, और उस प्रयोगशाला ने कनाडा के प्राकृतिक विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान परिषद से एक रणनीतिक अनुदान प्राप्त करने में मदद की ताकि प्रौद्योगिकी को और विकसित किया जा सके और इसे ओंटारियो के गुएल्फ में परीक्षण किया जाए। इस बीच, वॉचटावर रोबोटिक्स ने हाल ही में Corydon, इंडियाना में अपनी पहली पायलट परियोजना पूरी की है, और बोस्टन और सैन एंटोनियो में दो और की योजना बना रहा है। या तो कंपनी के लिए सफलता का मतलब होगा कम तबाही और कम लोगों को पाइप खोदना।
"दिन के अंत में, इनमें से प्रत्येक ब्रेक होता है जो वास्तविक लोगों को लेता है, अक्सर बहुत अप्रिय परिस्थितियों में, बाहर निकलने, खुदाई करने, मरम्मत करने के लिए, आमतौर पर बहुत कम क्रम में, " शक्ति कहते हैं। "जितनी अधिक चीजें हम कर सकते हैं उतना आसान बनाने के लिए और उन्हें बेहतर उपकरण देने के लिए कि वे केवल पानी के बिल का भुगतान करने वाले लोगों को ही नहीं, बल्कि सामान्य रूप से समाज को भी एक बड़ा लाभ दे सकें।"
