Skip to main content

Umetna inteligenca: varčevanje z vodo na pameten način

Švedsko komunalno podjetje za oskrbo z vodo VA SYD je z uporabo AI-sistema za zaznavanje puščanj zmanjšalo delež neobračunane vode (non-revenue water) z 10 % na manj kot 8 %. Sistem lahko zazna puščanja že pri pretoku 0,5 litra na sekundo. Rešitev se zdaj postopoma uvaja po celotnem njihovem omrežju ter tudi v drugih švedskih občinah.

Pri podjetju VA SYD veljata dve splošni načeli. Prvo je, da čeprav pomanjkanje vode na Švedskem načeloma ni velik problem, se jim zdi potrata vode preprosto napačna. Drugo načelo pa je, da je pri uvajanju novih tehnologij najbolje začeti v manjšem obsegu, preizkusiti rešitve in se učiti tudi iz napak, da se lahko kasneje uspešno uvedejo v večjem merilu. Prvo načelo je bilo motivacija za vzpostavitev sistema za zaznavanje puščanja vode, drugo pa je določilo pristop: najprej so vzpostavili dokaz koncepta (proof of concept) na razmeroma majhnem delu omrežja, ki oskrbuje približno 5.000 uporabnikov.

Majhna uhajanja z velikim vplivom

Švedski dobavitelj vode VA SYD s sedežem v Malmøju upravlja skupaj okoli 5.000 kilometrov cevovodov, od tega 2.000 kilometrov za pitno vodo. Določanje puščanja je zapletena naloga. »Do nedavnega smo lahko zaznali le največja puščanja, ki so povzročila motnje v storitvah. Pravzaprav so manjša, počasnejša puščanja, pogosto iz majhnih servisnih cevi, odgovorna za levji delež vode brez prihodkov, »poudarja Simon Granath, razvojni inženir pri VA SYD.

dd930924-b4e8-41a4-ad70-3f04e0c8e3aa - VA-SYD-hero-2560x1440

Izboljšana storitev za stranke

Drug vidik je izboljšanje storitev za stranke. »Na velikem območju moramo vzdrževati veliko cevovodov in želeli smo izboljšati svojo sposobnost natančnega ugotavljanja puščanja skozi pametne merilne cone. V ta namen smo se odločili najti rešitev, ki temelji na umetni inteligenci, »se spominja Simon Granath.

VA SYD je ocenil več sistemov. Na koncu bi morala rešitev optimalno izkoristiti razpoložljive merilnike pretoka in pametne merilnike na območju, ki je bilo izbrano za dokaz koncepta. SIWA Leak Finder je označil vsa polja. Ta pametna rešitev uporablja algoritem, ki temelji na AI, za prepoznavanje in razvrščanje anomalij v cevnem omrežju. Za zanesljivo delovanje je SIWA Leak Finder najprej »usposobljen« s pomočjo preteklih podatkov o pretoku in tlaku, tako da se nauči ločiti anomalije od rednega delovanja in vsaki anomaliji dodeliti pravilen vzrok.

Sodelovanje vodi do optimalne AI rešitve

Zapletlo pa se je pri konceptu izvedbe. Najti smo morali način za uporabo sistema za odkrivanje puščanja na podlagi umetne inteligence v lokalnem okolju (on-premises) namesto v oblaku,« pravi Simon Granath. Siemens je uspel ponuditi rešitev tudi za to zahtevo. Granath nadaljuje: »S Siemensom ter našima oddelkoma za IT in OT smo opravili poglobljene pogovore o najboljšem pristopu za namestitev rešitve SIWA Leak Finder v naših lastnih podatkovnih centrih. Kolikor mi je znano, je to prvi takšen primer v švedski vodni industriji – delo pa nam je uspelo opraviti predvsem po zaslugi podpore in strokovnega znanja Siemensovih strokovnjakov.

Simulacijski pristop za izboljšanje podatkov

Naslednji korak je bila izboljšava hidravličnih modelov za cevovode ter povezava podatkov iz merilnih sistemov in črpalnih postaj z rešitvijo SIWA Leak Finder prek protokola OPC UA. Podjetje VA SYD je bilo nato pripravljeno na prve preizkuse. Simon Granath pojasnjuje: 'S sistemom smo simulirali različna puščanja in nato analizirali podatke. Zaznali smo lahko izgube, manjše od 0,5 litra na sekundo – to je bilo izjemno impresivno in ogromen napredek v primerjavi s prejšnjo rešitvijo, ki sploh ni omogočala zaznavanja tako majhnih puščanj.' Tako so delež neprodane vode (non-revenue water) v vodovodnem omrežju VA SYD zmanjšali z 10 na 8 odstotkov

Prihranki kažejo na rešitev

S končano fazo dokazovanja koncepta (Proof of Concept) si VA SYD zdaj prizadeva rešitev razširiti še na druge dele omrežja. Primer je mesto Lund, kjer VA SYD namešča dodatne merilnike pretoka, da bi pridobili še več podatkov iz cevovodnega sistema. Poleg tega je bil projekt podjetja VA SYD na Švedskem splošno priznan kot primer dobre prakse, zaradi česar so isto rešitev za distribucijo vode začele uvajati tudi druge občine. Eden takšnih primerov je komunalno podjetje NSVA (Northwestern Skåne Water and Sewerage) v jugozahodnem delu države. NSVA pri tem izkorišča strokovno znanje razvojnega inženirja Victorja Pelina, ki je pred tem sodeloval s Simonom Granathom pri implementaciji sistema za odkrivanje puščanj v podjetju VA SYD.

50436ee2-44c1-4c4a-a7f6-e1542822777c - Simon-Viktor-VASyd original

Simon Granath (levo), razvojni inženir pri VA SYD, in Victor Pelin (desno), razvojni inženir pri NSVA: »Želimo biti sposobni meriti najboljše. Za to so potrebne rešitve, ki temeljijo na umetni inteligenci, kot je SIWA Leak Finder.«

Poleg gospodarskih koristi je SIWA Leak Finder že pomagal VA SYD narediti naslednje korake k še enemu ambicioznemu cilju: podjetje želi do leta 2030 postati podnebno nevtralno, energetsko varčno vodno podjetje z ničelnimi nenačrtovanimi motnjami v storitvah.

Podjetje VA SYD je s trenutnimi 8 odstotki neprodane vode na dobri poti, a Simon Granath poudarja: 'Želimo biti še boljši. Obstajajo občine, ki dosegajo precej nižje številke, in želimo se meriti z najboljšimi.' Za dosego tega cilja so pametno odkrivanje puščanj in rešitve na podlagi umetne inteligence, kot je SIWA Leak Finder, neobhodne.

Maj 2021; posodobljeno februarja 2024
Kontakt: Peder Welin
Uredniška ekipa: Zgodbe o industriji

SWA iskalnik puščanja

SIWA Leak Finder je ena izmed aplikacij Siemens Water (SIWA), posebej razvita za industrijo vode in odpadnih voda. Ta pametna rešitev uporablja algoritem, ki temelji na AI, za prepoznavanje in razvrščanje anomalij v cevnem omrežju. Za zanesljivo delovanje je SIWA Leak Finder najprej »usposobljen« z zgodovinskimi podatki o pretoku in tlaku, tako da se nauči ločiti anomalije od rednega delovanja in vsaki anomaliji dodeliti pravilen vzrok.

VA SYD

VA SYD je eno največjih švedskih javnih služb, ki veliko vlaga v trajnostno čiščenje vode in odpadne vode ter si prizadeva za okoljsko pametne rešitve pri gradnji skupnosti. Podjetje oskrbuje več kot 546.000 kupcev s pitno vodo v regijah okoli Lunda in Malmöja na jugu Švedske.