Projekt dotyczy ważnego ekonomicznie, społecznie i ekologicznie obszaru redukcji strat wody w systemach wodociągowych. Samoucząca się platforma wspierana algorytmami sztucznej inteligencji ma pomóc w nadzorze sieci wodociągowej i skutecznie ograniczać straty wody. Rozwiązanie polskiej firmy będzie posiadać unikalne funkcjonalności, wykraczające poza możliwości zbliżonych systemów. Ma alarmować nawet o niedużym wycieku, wskazując obszar wystąpienia awarii. Wszystko w nie więcej niż 24 godziny.

Problem związany z dostępnością wody dotyczy całego globu, dlatego potrzeba nowych rozwiązań, które pomagają w ograniczaniu jej strat i lepszym gospodarowaniu zasobami. Takie właśnie przełomowe rozwiązanie, bazujące na technologii sztucznej inteligencji, pragniemy udostępnić spółkom wodociągowym. System wspomoże analityków w efektywnym wykrywaniu anomalii i awarii w czasie nieporównywalnie krótszym, jaki dziś jest potrzeby do ich lokalizowania i naprawy. Przed nami ponad 30 miesięcy pracy i badań, jednak wstępne analizy są bardzo obiecujące i zbliżają nas do właściwego etapu wdrożeń – mówi Andrzej Madej, z-ca dyrektora branży Smart City IoT w AIUT. Nowe rozwiązanie jest współfinansowane ze środków Unii Europejskiej i ma być gotowe pod koniec 2023 roku.

Głównym zadaniem WaterPrime będzie szybka i precyzyjna identyfikacja nawet niewielkich wycieków, w tym przede wszystkim tzw. wycieków ukrytych, ale również wsparcie pracy analityków w doborze e-narzędzi, doradztwo, alarmowanie o wszelkich anomaliach, przypadkach niezbilansowania oraz innych niezgodności, które mogą być sygnałem zdarzeń prowadzących do problemów w przyszłości. Platforma będzie uczyć się wzorów postępowań oraz analizować czy te wzorce były skuteczne, a jeśli nie, podpowiadać inne drogi działania.

 

Ważna współpraca z przemysłem

Kluczowa dla osiągnięcia celu jest współpraca z przemysłem, dlatego do udziału w projekcie zaproszono przedsiębiorstwa wodociągowe. Pierwszy etap badawczy realizowany jest z MPWiK w Piekarach Śląskich, gdzie od ponad roku działa jedna z najnowocześniejszych i zarazem największa w kraju platforma IoT do zdalnego odczytu stanów wodomierzy w oparciu o energooszczędną, bezprzewodową technologię komunikacji LoRaWAN, wdrożona przez AIUT.

Realizujemy projekt badawczy, który w założeniu zakłada współpracę z adresatami systemu. Nie wyobrażam sobie innego modelu przy projektowaniu tego typu rozwiązań, gdyż to jedyna droga, by dostarczyć na rynek produkt, który spełni stawiane przed nim cele i oczekiwania branży. Aby system mógł się prawidłowo uczyć, potrzebna jest dobrze opracowana baza aktualnych i historycznych danych do analiz, a właśnie taką dysponują piekarskie wodociągi – tłumaczy Andrzej Madej, z-ca dyrektora branży Smart City IoT w AIUT.

Jak podkreśla Izabela Małota, dyrektor ds. technicznych Miejskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji w Piekarach Śląskich, infrastruktura techniczna systemów dystrybucji wody wymaga stałego nadzoru.

Wykorzystanie obecnie dostępnych rozwiązań telemetrycznych (IoT), gdzie system bez udziału operatora czy inkasenta przesyła stany wodomierzy, to najlepsza droga do redukcji strat i kosztów, a zarazem pierwszy etap dla wdrożenia bardziej zaawansowanych rozwiązań. Niedawno w Spółce zakończyliśmy organizować tzw. wstępne strefy pomiarowe sieci dzięki czemu możemy dokładniej i szybciej lokalizować odbiegające od normy poziomy zużycia wody. Dążymy do tego by na bieżąco, oprócz danych z wodomierzy odbiorców, zdobywać również informację o ilości wody wprowadzanej do naszej sieci wodociągowej i przepływie wody w poszczególnych strefach pomiarowych, co umożliwi nam szybką, szczegółową analizę i lokalizację strat wody.

Obecnie stref jest ok. 20 (w przyszłości stref ma być jeszcze więcej), tyle co studni Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów SA, jedynego dostawcy wody dla Piekar Śląskich. W pobliżu nich zlokalizowane są studnie kontrolne MPWiK, w których umieszczone są przepływomierze Spółki. Wskazania porównywane są na bieżąco, tyle tylko, że dotąd wykonywane jest to „na piechotę”. Raz dziennie pracownik wodociągów odwiedza każdą studnię i spisuje odczyt.

Nowy projekt badawczy, to kolejny krok w kierunku pełnej kontroli nad siecią wodociągową na terenie miasta – twierdzi dyrektor Małota. – Automatyzacja procesów biznesowych nie tylko nikogo już nie dziwi, staje się wręcz koniecznością dla podejmowania szybkich i skutecznych reakcji w przypadku kosztochłonnych nieszczelności i nagłych awarii rurociągu, które aż w 90 proc. zdarzeń, są niewidoczne na powierzchni. Potrzeba zautomatyzowanego monitorowania sieci jest ogromna, dlatego na coraz szerszą skalę podejmowane są inwestycje w systemy zdalnych odczytów liczników wody. Taką nowoczesną platformę odczytową my wdrożyliśmy już ponad rok temu. Pozwala ona na zarządzanie ryzykiem w całym łańcuchu dostaw wody, a nie wyłącznie akwizycję danych. Inteligentny system analityczny, który samodzielnie przetwarzałby te dane i niemal natychmiast alarmował o anomaliach i wyciekach, byłby dopełnieniem, na które czeka cała branża. Tym bardziej cieszy nas udział w projekcie – mówi dyr. Izabela Małota.

 

Sztuczna inteligencja policzy wodę co do kropli

Czy WaterPrime może doprowadzić do obniżenia rachunków za wodę? To możliwe. Szybkie wykrywanie i naprawa przez spółkę wodociągową wycieków i awarii może przynieść miastu i jego mieszkańcom korzyści w postaci niższych opłat, albo ograniczyć wzrosty cen.

Projektowany ekosystem, gdzie algorytmy AI (z ang. Artificial Intelligence) przetwarzać będą dane, analizując je pod katem nieprawidłowości i różnic w poborze wody dla wykrycia nawet małego wycieku, pozwoli operatorom na bardzo szybką reakcję naprawczą. W dłuższej perspektywie może to mieć bezpośrednie przełożenie na niższy koszt wody dla mieszkańców – wskazuje Andrzej Madej z AIUT.

Prace nad rozwiązaniem „Ekosystem Intelligence Augmentation dla analityków sieci dystrybucji wody – WaterPrime” (2021-2023) potrwają łącznie trzy lata. Projekt jest dofinansowany w ramach Poddziałania 1.1.1 Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego przez Instytucję pośredniczącą: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.