Sztuczna inteligencja pomoże w walce ze stratami wody

Zastosowanie AI w sieciach wodociągowych może opierać się na tzw. konserwacji predykcyjnej, czyli zbieraniu informacji w celu zapobiegania awariom. Sztuczna inteligencja może również identyfikować anomalie oraz charakterystyczne wzorce świadczące o trwających problemach. Dane są zbierane za pomocą czujników, kamer, a nawet specjalnych mikrofonów. Analiza tych danych pozwala na wczesne wykrycie incydentów, co ułatwia określenie miejsca i czasu awarii.

Sieć czujników i bezinwazyjna instalacja

Poza tradycyjnymi metodami monitorowania, coraz częściej stosuje się rozwiązania integrujące AI z rozproszoną siecią czujników zbierających dane w czasie rzeczywistym. Przykładem są moduły akustyczne, które można instalować bezinwazyjnie – bez wykopów – w dowolnym miejscu rurociągu. Czujniki rejestrują drgania i wibracje towarzyszące przepływowi wody, a algorytmy AI analizują zebrane dźwięki w celu szybkiego wykrycia nieprawidłowości.

Skuteczność monitoringu miejskiego

– Wystarczy zamontować kilka, a najlepiej kilkadziesiąt czujników w różnych punktach miasta i system sam nasłuchuje oraz zbiera dane. Już następnego dnia można uzyskać informację o potencjalnym wycieku i jego lokalizacji – wyjaśnił dr inż. Maciej Niemir, główny specjalista ds. rozwoju AI w Łukasiewicz – Poznańskim Instytucie Technologicznym.

Wyzwania dla sztucznej inteligencji

Nasłuchy prowadzone są w czasie rzeczywistym. Ekspert podkreślił, że system potrzebuje dużej ilości danych, by nauczyć się rozpoznawać konkretne sygnały.

– Oczywiście AI musi wyeliminować dźwięki takie jak przejazd samochodu czy pociągu oraz rozróżnić te typowe dla normalnego użytkowania w ciągu dnia. Dopiero wtedy pozostają te „szumy”, które świadczą o możliwej awarii – tłumaczy Niemir.

Specjalista zaznaczył, że częsty pomiar i analiza danych są niezbędne, ponieważ wiele wycieków pozostaje niewidocznych aż do kolejnej rewizji infrastruktury, która najczęściej odbywa się rzadko.

Informacje o wyciekach wody można także uzyskiwać dzięki radarowym zdjęciom satelitarnym, które umożliwiają ocenę wilgotności danego obszaru. Porównując bieżące zdjęcia z archiwalnymi, można wykryć miejsca o podwyższonej wilgotności, wskazujące na możliwą awarię.

Przyszłość infrastruktury wodociągowej

Czujniki działające w czasie rzeczywistym i systemy AI szybko tanieją, a ich możliwości stale rosną. To tworzy realne możliwości modernizacji sieci wodociągowej. Choć pełna automatyzacja wymaga czasu, potencjał poprawy jest znaczący.

– Właściwie nie ma takiej sieci wodociągowej, której nie dałoby się usprawnić. Średnie straty wody wynoszą ok. 30 proc., ale czasem sięgają 60 proc. Powinniśmy dążyć do oszczędzania wody, a AI może nas w tym bardzo wspomóc – zaznaczył ekspert.

Sztuczna inteligencja może być również pomocna w kontroli procesów uzdatniania wody oraz oczyszczania ścieków.

Tego typu rozwiązania wdrożono np. w Przedsiębiorstwie Wodociągów i Kanalizacji w Tarnowskich Górach, gdzie udało się zmniejszyć straty wody z około 30 do 10–11 proc. Jak podkreślił ekspert Włodzimierz Woźniak, mimo że technologie AI i automatyzacji są kosztowne, przynoszą długofalowe oszczędności.

Z raportu Głównego Urzędu Statystycznego z 2021 roku wynika, że Polska zajęła 24. miejsce w Unii Europejskiej pod względem odnawialnych zasobów wody słodkiej. Na jednego mieszkańca przypada średnio 1,6 tys. m³ wody. Niżej w rankingu są jedynie Czechy, Cypr i Malta, co świadczy o ograniczonych zasobach wody pitnej w kraju.