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파이프가 고장나서 폐수가 나오고 있어요.

인공 지능: 스마트한 방법으로 물 절약

스웨덴의 수도 회사인 VA SYD는 초당 0.5리터 정도의 작은 누수를 식별하는 AI 기반 누수 감지 시스템을 사용하여 비수익 용수를 10% 에서 8% 미만으로 줄였어요.솔루션이 지금 네트워크하고 스웨덴 다른 지자체로 확장되고 있어요.

VA SYD의 두 가지 일반 원칙 규칙: 하나는 스웨덴에서는 물 부족 자체가 문제가 아니라고 해도 물을 낭비하는 것은 잘못된 것처럼 느껴진다는 거예요.다른 하나는, 신기술이라고 하면 작게 시작하여 시도해보고 실패로부터 교훈을 얻어 더 큰 규모로 성공하는 거예요.첫 번째 원칙은 누수 감지 시스템을 만든 동기였어요.그리고 두 번째 원칙은 접근 방식을 정의했어요. 즉 5,000명의 소비자가 있는 시스템의 비교적 작은 부분에서 개념 증명을 확립하는 거예요.

큰 영향을 미치는 작은 누수

말뫼에 본사를 두고 있는 스웨덴 물 공급업체인 VA SYD는 총 5,000킬로미터의 파이프라인을 운영하고 있는데, 그 중 2,000킬로미터는 식수용 파이프라인이에요.누수를 정확히 찾아내는 것은 복잡한 작업이에요.“아주 최근까지만 해도 서비스 중단으로 이어진 가장 큰 누수만 감지할 수 있었어요.사실, 비수익 용수의 가장 큰 비중을 차지하는 것은 주로 작은 서비스 파이프에서 발생하는 작고 느린 누수 때문이에요.” 라고 VA SYD의 개발 엔지니어 사이먼 그라나스는 지적합니다.

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고객 서비스 개선이에요

또 다른 측면은 고객에 대한 서비스 개선이에요.“넓은 지역에 많은 파이프라인을 유지해야 하고 스마트 미터링 구역을 통해 누수를 정확히 찾아내는 능력을 개선하고 싶었어요.이를 위해 우리는 AI 기반 솔루션을 찾기 시작했어요.” 라고 사이먼 그라나스는 회상합니다.

VA SYD가 여러 시스템을 평가했어요.궁극적으로는 개념 증명을 위해 선택한 지역에서 사용 가능한 유량계와 스마트 미터를 최적으로 활용하는 것이 해결책이에요.SIWA 리크 파인더가 모든 조건을 만족시켰어요.이 스마트 솔루션은 AI 기반 알고리즘을 사용하여 파이프 네트워크의 이상을 식별하고 분류해요.SIWA Leak Finder는 안정적으로 작동하기 위해 먼저 과거 유량 및 압력 데이터를 통해 “훈련”되어 이상을 정상 작동과 분리하고 각 이상에 정확한 원인을 할당하는 방법을 학습해요.

협업은 최적의 AI 솔루션으로 이어져요

“하지만 구현 컨셉에 관해서는 몇 가지 장애물에 부딪혔어요.클라우드 환경이 아닌 온프레미스 환경에서 AI 기반 유출 탐지를 사용할 방법을 찾아야 했어요.” 라고 Simon Granath는 말합니다.Siemens는 이 요구 사항에 대한 솔루션도 제공할 수 있었죠.그는 계속해서 이렇게 말해요. “우리 데이터 센터에 SIWA Leak Finder 솔루션을 설치하는 가장 좋은 방법에 대해 Siemens, 우리 IT 및 OT 부서와 심도 있는 논의를 했어요.제가 알기로는 스웨덴 물 산업에서 이런 일이 처음이에요. 그리고 특히 Siemens의 지원과 전문 지식 덕분에 일을 완수할 수 있었어요.

데이터 개선을 위한 시뮬레이션 접근법

다음 단계는 파이프라인의 유압 모델을 개선하고 계량 시스템과 펌프장의 데이터를 OPC UA를 사용하는 SIWA 리크 파인더와 연결하는 거였어요.VA SYD는 그 후 첫 번째 테스트를 할 준비가 됐대요.Simon Granath는 이렇게 설명합니다. “우리는 시스템을 사용하여 다양한 유출을 시뮬레이션한 다음 데이터를 평가했어요.초당 0.5리터라는 작은 누출도 감지할 수 있었어요. 작은 누출을 전혀 감지할 방법이 없었던 이전 솔루션에 비해 상당히 인상적이고 크게 개선됐어요.”따라서 VA SYD의 음용수 네트워크의 비수익 용수는 10% 에서 8% 로 낮출 수 있어요.

저축이 해결책이에요

개념 증명 작업이 마지막 단계에 접어들었는데, VA SYD는 네트워크 다른 부분으로 솔루션을 확장하는 작업도 하고 있어요.예를 들어 룬드 마을은 VA SYD가 파이프라인 네트워크에서 더 많은 데이터를 제공하기 위해 유량계를 추가로 설치하고 있어요. 게다가 VA SYD의 프로젝트는 스웨덴에서 모범 사례로 널리 인정받아 다른 지자체에서도 각 지역의 물 분배에 동일한 솔루션을 채택하도록 이끌고 있어요.한 예가 미국 남서부에 있는 노스웨스턴 스코네 상하수도 유틸리티 (NSVA) 예요.NSVA는 개발 엔지니어 빅터 펠린의 전문 지식을 활용하고 있어요. 빅터 펠린은 전에 사이먼 그라나스와 함께 일하면서 VA SYD에 누출 감지 기능을 구현했어요.

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사이먼 그라나스 (왼쪽), VA SYD의 개발 엔지니어, 빅터 펠린 (오른쪽), NSVA의 개발 엔지니어: “우리는 최고까지 측정할 수 있기를 원해요.그러려면 SIWA 리크 파인더 같은 AI 기반 솔루션이 필요해요.”

경제적 이익은 제쳐두고, SIWA Leak Finder는 이미 VA SYD가 또 다른 야심찬 목표를 향해 다음 단계로 나아갈 수 있도록 도와줬어요. 2030년까지 회사는 기후 중립적이고 에너지 절약형 수도 시설로 거듭나고 계획되지 않은 서비스 중단 없이 사업을 진행하고자 해요.

VA SYD는 현재 8% 의 비수익 용수로 순조롭게 운영되고 있어요.“정말 이기고 싶어요.훨씬 낮은 수치를 달성하는 지방 자치 단체들이 있는데 우리는 최고까지 측정할 수 있기를 원해요.” 라고 사이먼 그라나스는 말합니다.그리고 그 목표를 달성하는 데에는 스마트 누출 감지하고 SIWA 누수 파인더 같은 AI 기반 솔루션을 우회할 방법이 없어요.


2021년 5월, 2024년 2월 업데이트

연락처요
: 페더 웰린
에디토리얼 팀
: 업계 이야기

SWA 리크 파인더

SIWA 리크 파인더는 상하수도 산업을 위해 특별히 개발된 지멘스 워터 (SIWA) 애플리케이션 중 하나예요.이 스마트 솔루션은 AI 기반 알고리즘을 사용하여 파이프 네트워크의 이상을 식별하고 분류해요.SIWA Leak Finder는 안정적인 성능을 발휘하기 위해 먼저 과거 유량 및 압력 데이터로 “훈련”되어 이상을 정상 작동과 분리하고 각 이상에 정확한 원인을 할당하는 방법을 학습해요.

버지니아 사우스

VA SYD는 스웨덴 최대 유틸리티 회사 중 하나예요. 지속 가능한 물과 폐수 처리에 많이 투자하고 커뮤니티 빌딩에서 환경적으로 스마트한 솔루션을 추진해요.회사는 스웨덴 남부 룬드와 말뫼 주변 지역에서 546,000명 이상의 고객에게 식수를 공급해요.