Wykorzystanie AI w wodociągach może opierać się na tzw. konserwacji predykcyjnej, czyli zbieraniu informacji w celu zapobiegania awarii, a także na identyfikacji anomalii i charakterystycznych wzorców, świadczących o jej trwaniu. Dane mogą być zbierane za pomocą czujników, kamer, a nawet specjalnych mikrofonów. Ich analiza pozwala na wczesne wykrycie incydentów, dzięki czemu łatwiej jest określić, gdzie i kiedy wystąpi lub wystąpiła awaria.

Oprócz klasycznych rozwiązań monitorujących stan urządzeń, coraz częściej wdraża się rozwiązania łączące sztuczną inteligencję z rozproszoną siecią czujników zbierających dane w czasie rzeczywistym. Przykładem są moduły akustyczne, które – co szczególnie istotne – można instalować bezinwazyjnie, bez konieczności wykopów, na dowolnym odcinku rurociągu. Czujniki rejestrują drgania i wibracje towarzyszące przepływowi wody, a zebrane dane dźwiękowe są analizowane przez algorytmy AI w celu szybkiego wykrycia nieprawidłowości.

- Wystarczy zamontować kilka, a najlepiej kilkadziesiąt czujników w różnych miejscach w mieście i to wystarczy, aby system nasłuchiwał i zbierał dane, a następnego dnia jest już informacja o potencjalnym wycieku i miejscu jego wystąpienia - powiedział dr inż. Maciej Niemir, główny specjalista ds. rozwoju sztucznej inteligencji w Łukasiewicz - Poznańskim Instytucie Technologicznym.

Nasłuchiwania przeprowadza się w czasie rzeczywistym. Ekspert wyjaśnił, że potrzebna jest duża ilość tego typu danych w celu wychwycenia przez sztuczną inteligencję konkretnych sygnałów.

- Oczywiście AI musi wyeliminować dźwięki takie jak przejazd samochodu czy pociągu oraz rozróżnić te, które występują w ciągu dnia i wynikają z normalnego użytkowania. Wtedy zostają te „szumy”, które świadczą o tym, że gdzieś jest jakaś awaria - wytłumaczył.

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

Informacje dotyczące wycieków wody mogą być również lokalizowane za pomocą radarowych zdjęć satelitarnych. Dzięki nim można uzyskać informację o wilgotności na danym obszarze. Zdjęcia wykonywane na bieżąco porównuje się z tymi, które wykonano wcześniej. To pozwala na określenie, gdzie wilgotność może być większa lub mniejsza, co wiąże się z lokalizacją awarii.

Czujniki zbierające dane i komunikujące się w czasie rzeczywistym, jak i systemy oparte na sztucznej inteligencji szybko tanieją, a jednocześnie rosną ich możliwości, co otwiera realne perspektywy modernizacji infrastruktury wodociągowej. Choć pełna automatyzacja sieci wymaga czasu, potencjał usprawnień jest ogromny.

- Właściwie nie ma takiej sieci wodociągowej, której nie dałoby się usprawnić. Średnie straty wody sięgają obecnie około 30 proc., ale niekiedy mogą wynieść nawet 60 proc. Powinno nam zależeć na tym, abyśmy zaczęli więcej tej wody oszczędzać i sztuczna inteligencja może nam w tym bardzo pomóc - ocenił ekspert.

W celu kontrolowania procesów uzdatniania wody oraz oczyszczania ścieków sztuczna inteligencja również może być pomocna.

Tego typu technologię zastosowano w Przedsiębiorstwie Wodociągów i Kanalizacji w Tarnowskich Górach, gdzie straty wody zmniejszono z ok. 30 do 10-11 proc. Jak podkreślił w komunikacie ekspert Włodzimierz Woźniak, rozwiązania wykorzystujące automatyzację i AI są kosztowne, ale przynoszą długotrwałe oszczędności.

Według raportu przedstawionego przez Główny Urząd Statystyczny w 2021 roku, Polska zajęła 24. miejsce w Unii Europejskiej pod względem odnawialnych zasobów wody słodkiej. Na jednego mieszkańca przypada 1,6 tys. m3 wody. Za Polską znajdują się tylko trzy kraje - Czechy, Cypr i Malta - co oznacza, że odnawialne zasoby wody pitnej są na niskim poziomie. (PAP)

Nauka w Polsce

bch/ bar/ mow/