Wspólny projekt AIUT i naukowców z PAN
WaterPrime policzy wodę co do kropli?
Polska firma AIUT wraz z naukowcami z Instytutu Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk pracuje nad inteligentnym rozwiązaniem, o nazwie WaterPrime, które pomoże miastom minimalizować straty wody oraz szybko i precyzyjnie wykrywać wycieki w sieciach wodociągowych. Projekt jest testowany na informacjach z Miejskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji w Piekarach Śląskich. Technologia docelowo może obniżyć rachunki za wodę.
WaterPrime bo tak nazwano nową, bazującą na technologii sztucznej inteligencji platformę analityczną, uczy się diagnozować i rozwiązywać problemy, z jakimi zmagają się przedsiębiorstwa wodociągowe, przetwarzając informacje m.in. z Miejskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji w Piekarach Śląskich. Pierwsze dane już trafiły już do systemu testowego i posłużą do rozwoju nowego narzędzia.
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.
Redaktor Wodociągowiec
Źródło: MPWIK Piekary Śląskie
