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一条破裂的管道流出了废水。

人工智能:以智能方式节约用水

瑞典自来水公司VA SYD使用基于人工智能的泄漏检测系统将无收益水从10%减少到8%以下,该系统可识别低至每秒0.5升的泄漏量。该解决方案现正在其网络和瑞典其他城市中扩展。

弗吉尼亚州西德州立大学有两项一般原则:一是,即使缺水在瑞典本身不是问题,浪费水也让人感觉不对劲。另一个是,当涉及到新技术时,从小处着手,尝试一些东西,从失败中吸取教训,以确保在更大规模上取得成功。第一个原则是建立泄漏探测系统的动机。第二个原则定义了这种方法,即在拥有5,000名消费者的系统中相对较小的部分中建立概念验证。

小泄漏带来巨大影响

总部位于马尔默的瑞典供水商VA SYD共运营约5,000公里的管道,其中2,000公里用于饮用水。查明泄漏是一项复杂的任务。“直到最近,我们只能检测到导致服务中断的最大泄漏事件。实际上,非收益水的大部分是由较小、较慢的泄漏(通常来自小型供水管道)造成的。” 弗吉尼亚州悉尼开发工程师西蒙·格拉纳斯指出。

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改善客户服务

另一个方面是改善对客户的服务。“我们必须维护大面积的管道,我们希望提高通过智能计量区查明泄漏点的能力。为此,我们着手寻找基于人工智能的解决方案。” 西蒙·格拉纳特回忆道。

VA SYD 评估了多个系统。最终,该解决方案必须在选择进行概念验证的区域充分利用可用的流量计和智能仪表。SIWA 泄漏查找器勾选了所有方框。这种智能解决方案使用基于人工智能的算法来识别和分类管道网络中的异常。为了可靠地运行,SIWA Leak Finder 首先通过历史流量和压力数据 “训练”,这样它就可以学会将异常与常规操作区分开来,并为每个异常分配正确的原因。

协作带来最佳的人工智能解决方案

“但是当涉及到实施概念时,我们遇到了一些障碍。我们需要找到一种在本地设置而不是云环境中使用基于人工智能的泄漏检测的方法,” 西蒙·格拉纳特说。Siemens 也能够为这一要求提供解决方案。他继续说:“我们与西门子及其IT和OT部门进行了深入的讨论,探讨了在我们自己的数据中心安装SIWA泄漏探测器解决方案的最佳方法。据我所知,这是瑞典自来水行业首次做这样的事情——我们之所以成功完成这项工作,尤其要归功于西门子的支持和专业知识。

改进数据的仿真方法

下一步是完善管道的液压模型,使用 OPC UA 将来自计量系统和泵站的数据与 SIWA 泄漏查找器连接起来。然后,VA SYD 准备进行第一批测试。西蒙·格拉纳特解释说:“我们使用该系统模拟了不同的泄漏,然后对数据进行了评估。我们能够检测到小至每秒 0.5 升的泄漏——这给人留下了深刻的印象,而且与之前的解决方案相比,这是一个巨大的改进,后者根本无法检测到小泄漏。”因此,弗吉尼亚州SYD饮用水网络中的无收益水可能会从10%下降到8%。

储蓄代表解决方案

随着概念验证已进入最后阶段,VA SYD也在努力将解决方案扩展到网络的其他部分。例如,弗吉尼亚州隆德镇正在那里安装额外的流量计,以提供来自管道网络的更多数据。此外,VA SYD的项目已被广泛认为是瑞典的最佳实践,导致其他城市在各自区域采用相同的配水解决方案。其中一个例子是位于该国西南部的西北斯科讷供水和废水处理公用事业公司(NSVA)。NSVA受益于开发工程师维克多·佩林的专业知识,他之前曾与西蒙·格拉纳斯一起在弗吉尼亚州SYD实施泄漏检测。

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VA SYD 开发工程师西蒙·格拉纳斯(左)和 NSVA 开发工程师 Victor Pelin(右):“我们希望能够达到最佳水平。这需要基于人工智能的解决方案,例如SIWA Leak Finder。”

除了经济效益之外,SIWA Leak Finder 已经帮助弗吉尼亚州悉尼为实现另一个雄心勃勃的目标采取了下一步措施:到 2030 年,该公司希望成为一家气候中立、节能的水务公司,实现计划外服务中断为零。

弗吉尼亚州SYD目前的8%无收益水资源正在顺利进行中。“我们真的很想打败它。有些城市的数字要低得多,我们希望能够达到最佳水平,” 西蒙·格拉纳特说。为了实现这一目标,没有办法绕过智能泄漏检测和基于人工智能的解决方案,例如SIWA Leak Finder。


2021 年 5 月;2024 年 2 月更新

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SWA 泄漏查找器

SIWA 泄漏探测器是西门子水务 (SIWA) 专为水和污水处理行业开发的应用之一。这种智能解决方案使用基于人工智能的算法来识别和分类管道网络中的异常。为了可靠地运行,SIWA Leak Finder 首先使用历史流量和压力数据 “训练”,这样它就可以学会将异常与常规操作区分开来,并为每个异常分配正确的原因。

VA SYD

VA SYD是瑞典最大的公用事业公司之一,在可持续的水和污水处理方面进行了大量投资,并推动在社区建设中采用环保智能解决方案。该公司为瑞典南部隆德和马尔默周边地区的546,000多名客户提供饮用水。