Пошук трьох мільярдів літрів втраченої води

 Можна подумати, що з усіх витоків в країні та, яка вискакує на вулиці, де живе професор систем водопостачання, буде усунена досить швидко. Але, як вам скаже Ванесса Спейт, це, на жаль, не так.

«Вона просто виходить з тротуару і стікає по дорозі», - каже професор Спейт, експерт з якості питної води з Університету Шеффілда. Приблизно рік тому вона вперше повідомила про проблему в місцеву фірму з водопостачання. Незважаючи на спроби знайти джерело витоку, компанія залишилася без діла.

«Вони, ймовірно, копали дорогу шість разів, - додає професор Спейт.

В Англії та Уельсі щодня через витоки втрачається трохи менше 3 мільярдів літрів (660 мільйонів галонів) води, що еквівалентно 1180 олімпійським плавальних басейнів.

Як інженери можуть виявити протікають труби і відремонтувати їх, щоб уникнути проблем, про які професор Спейт повідомила на своїй вулиці?

Технології, все частіше заявляють водні компанії, - це відповідь.

По всій країні фірми підключають десятки тисяч датчиків до своїх мереж трубопроводів і з'єднань, намагаючись виявити витоку. Датчики в деякій мірі використовувалися протягом багатьох років, але, почасти завдяки зусиллям галузевого регулюючого органу Ofwat по скороченню витоків на 16% протягом наступних п'яти років, кількість розгорнутих пристроїв в даний час стрімко зростає.

United Utilities, одна з найбільших водопровідних компаній Великобританії, впроваджує 102 000 датчиків в своїй мережі на північному заході Англії. Фірма вже встановила 46 000. Величезна кількість, але Ханна Уордл, менеджер по доставці мережі, пояснює, що це покриває тільки 10% трубопровідної мережі компанії.

У датчиках використовуються акселерометри - та ж технологія, яка визначає рух на вашому смартфоні. Однак в цьому випадку акселерометри вловлюють вібрації, які можуть бути пов'язані з витоком десь на ділянці труби.

Розгортаються і інші датчики, в тому числі акустичні реєстратори, які відстежують характерний гул, який створюється негерметичной трубою. United Utilities працює з Fido Tech над удосконаленням системи штучного інтелекту (ІІ), навченої на тисячах таких записів. Тепер система може виявляти витоку з точністю понад 90%, оцінюючи їх від низької до високої.

«Для більшості витоків з високою ймовірністю ми успішно виявляємо витік із зворотного боку, - говорить г-жа Уордл.

Ця здатність визначати фактичний джерело витоку - це святий Грааль обслуговування труб. Г-жа Уордл каже, що система United Utilities ще не ідеальна, але з великою кількістю даних і тестування її команда сподівається просунути її далі.

Інша технологія, яка допомагає зробити водопровідні труби розумними, - це узкополосная зв'язок через Інтернет речей (NB-IoT) - засіб передачі сигналів від тисяч віддалених датчиків, що використовує для цього лише невелику частину смуги пропускання. Це означає, що трубні датчики можуть відправляти набагато більш часті оновлення на центральний сервер, що не розряджаючи свої батареї, які розраховані на довгі роки.

United Utilities планує почати використовувати такі датчики в кінці цього року, але деякі компанії вже впроваджують їх, в тому числі Southern Water, яка почала установку 700 датчиків акустичного реєстратора NB-IoT в своїй мережі в Саутгемптоні.

Вони призначені для того, щоб «прокидатися» о 02:00 щоранку, записувати звук з труби і передавати його в центральну систему. Якщо буде чути витік, система може приблизно розрахувати, де вона може бути по довжині труби, виходячи з швидкості, з якою звук поширюється через матеріал труби.

«Дані відправляються в програмне забезпечення ... яке порівнює їх з сусідніми реєстраторами, щоб побачити, чи чули два реєстратора однаковий шум.

«Це дозволить точно визначити місцезнаходження витоку», - говорить Пол Чендлер, менеджер по продажах у Великобританії компанії Gutermann, що поставляє пристрої для виявлення витоків компанії Southern Water.

Г-н Чендлер каже, що сигнал NB-IoT, який підключається через прилеглі телефонні щогли 4G, дає датчикам очікуваний термін служби батареї п'ять років або більше.

Філ Таппінг, регіональний менеджер по усуненню витоків в Southern Water, каже, що поступово все більше і більше таких пристроїв буде використовуватися в мережі компанії.

Неподалік SES Water, яка обслуговує Саттон і Східний Суррей, також все більше покладається на технології виявлення витоків. У цьому випадку фірма використовує датчики, які вимірюють витрата і тиск води в трубах. Наприклад, падіння потоку може вказувати на виникнення витоку, через яку вода виходить з системи.

SES вже має сотні таких датчиків, але модернізує їх все, приблизно 500 пристроїв, для використання NB-IoT, щоб дані з них могли передаватися кожні 15 хвилин, а не один раз на годину.

«Це схоже на монітор серцебиття у вашій мережі», - говорить Деніел Вудворт, менеджер по мережевий стратегії SES.

І знову AI буде аналізувати збільшився обсяг даних, вироблених цими датчиками, щоб автоматично виявляти докази витоків. Система повинна бути запущена в кінці цього року, каже пан Вудворт, який сподівається, що у SES буде поліпшена здатність виявляти витоку до того, як клієнти повідомлять про них.

«Брак води - зростаюча проблема в Великобританії», - каже професор Спейт. За її словами, спроби поліпшити протікають труби Великобританії за допомогою великих даних і штучного інтелекту представляють собою «наступне покоління» рішень вікової проблеми. Однак вона зазначає, що вік мережі в країні піддається все більш пильної уваги.

«У багатьох випадках він не в кращому стані, і пора дійсно подумати про дуже великомасштабної заміни», - каже професор Спейт.

«Ніхто не хоче платити за це, але насправді в якийсь момент це потрібно буде зробити».

Г-н Вудворт, хоча і сповнений ентузіазму з приводу нових датчиків, розгорнутих його фірмою, згоден з тим, що необхідно більш довгострокове рішення, що включає оновлення трубопровідної інфраструктури.

«Ми не можемо продовжувати наклеювати пластирі в нашій мережі», - говорить він.

Джерело