WaterPrime: Sztuczna inteligencja pomoże miastom wykrywać wycieki

AIUT wraz z naukowcami z Instytutu Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk pracuje nad inteligentnym rozwiązaniem, które pomoże miastom minimalizować straty wody oraz szybko i precyzyjnie wykrywać wycieki w sieciach wodociągowych. WaterPrime bo tak nazywa się nowa, bazująca na technologii sztucznej inteligencji platforma analityczna, 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 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 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.

WaterPrime rozpoczął naukę w MPWiK w Piekarach Śl.

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. 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.

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. Nowy projekt badawczy, to kolejny krok w kierunku pełnej kontroli nad siecią wodociągową na terenie miasta – podkreśla Izabela Małota i dodaje:

– Na rynku przedsiębiorstw wodociągowych 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 z AIUT 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 dyrektor Izabela Małota.

Sztuczna inteligencja policzy wodę co do kropli

Czy WaterPrime obniży rachunki 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.