Die Wasser-Leckagen-Erkennung – eine Erfolgsgeschichte
Für die sichere und effiziente Gestaltung der Wasserversorgung der Zukunft
Die Ausgangsituation:
Wasserverluste sind ein weltweit bekanntes Problem, durch das große Mengen dieser endlichen Ressource verloren gehen.
Für alle Wasserversorger, auch in Deutschland, sind hohe Wasserverluste durch Leckagen in Wasserleitungsnetzen ein Problem und bedrohen viele Versorger, Städte und Kommunen.
Die Wasserknappheit
Die Wasserknappheit in Deutschland ist heute schon erkennbar. Vorhersagen erwarten in den kommenden Jahren eine Verschärfung der Lage. Daher haben örtliche Wasserbehörden im ganzen Land ihre Bemühungen in jüngster Zeit verstärkt, Leckagen in den Wasserleitungsnetzen zu identifizieren und zu lokalisieren, um die Wasserverluste zu minimieren.
Veraltete Wassernetze
Während in den letzten Jahren große Fortschritte in der Rohrleitungs-Technologie gemacht wurden, bestehen die normalen Kanalisations- und Wassernetze in vielen Ländern weltweit, einschließlich Deutschland, nach wie vor zu einem großen Prozentsatz aus älteren Rohren. Während die steuerlich verwendete Nutzungsdauer von Leitungsnetzen je nach Material zwischen 30 und 50 Jahren variiert, hat man in der Praxis festgestellt, dass die Leitungen im Regelfall etwa doppelt so lange einsatzfähig sind. Die Wahrscheinlichkeit von Schäden und Leckagen verteilt sich über die Gesamtnutzungsdauer nicht kontinuierlich ansteigend, sondern verzeichnet unterwegs zwei Aufkommensspitzen.
Open-Access-Publikation: Von Netzalter, Wasserverlusten und Schadensraten zur langfristigen langfristigen Erneuerungsplanung (von Roman Neunteufel, Ernest Mayr, Stefan Krakow, Laurent Richard, Ralf Herda)
Dieses Phänomen beschränkt die Prognosetauglichkeit im Hinblick auf Leckagen rein aufgrund des Alters der Leitungen. Dies bedeutet, dass andere Verfahren und Methoden bei der Schadenserkennung bzw. Schadensanbahnung angewendet werden müssen.
Die Lösungsansätze:
Während bei der Installation von IoT-basierten Wasserüberwachungs-Sensoren zur Fernmessung, Überwachung und Analyse von Wasser-, Abwasser- und Grundwassersystemen in den Netzen große Fortschritte erzielt wurden, gibt es daneben auch die Notwendigkeit, die Wartungskosten dieser Sensoren zu optimieren.
Die Cubalytics-Lösung:
Mithilfe hochmoderner Methoden der künstlichen Intelligenz haben wir bei Cubalytics Lösungen und Prototypen entwickelt, die bei der Identifizierung und Lokalisierung von Leckagen helfen. Die Lösungen basieren auf der Analyse von Netz-basierten Simulationsmodellen und auf den Zeitreihen verschiedener Sensordaten.
Unsere Modelle für maschinelles Lernen und Deep Learning wurden gründlich trainiert trotz einer natürlicherweise begrenzten Anzahl von Leckage-Ereignisse aus der Vergangenheit.
Unser Vorgehen – künstliche Intelligenz
Unter Verwendung statistischer Methoden erzielen wir bei der Leckage-Erkennung eine sehr hohe Genauigkeit. Unsere algorithmisch betriebene Lösung ermöglicht in allen Abschnitten des gesamten Rohrleitungsnetzes nach den nächstgelegenen Sensoren zu suchen, um mögliche Daten-Anomalien intelligent zu erkennen, zuzuordnen und auszuwerten. Wir ruhen uns nicht auf diesen Erkenntnissen aus. Cubalytics konzentriert sich derzeit auf den Aufbau einer robusten Architektur, um die optimale Anzahl und Positionierung von Sensoren in einem Netzwerk zu ermitteln. Dies ermöglicht den Modellen für maschinelles Lernen und Deep Learning, jeden Rohrabschnitt innerhalb eines Netzwerks gezielt zu überwachen und die Leckage-Ereignisse zu lokalisieren. Wir bei Cubalytics betrachten unsere Arbeit über das reine Geschäft hinaus. Es ist unsere soziale Verantwortung, in diesem Bereich einen spürbaren Beitrag zu leisten für ein gesundes Leben eines jeden in Deutschland wohnenden Menschen. Davon profitieren nicht nur die Umwelt und die Verbraucher, sondern auch das Versorgungsunternehmen. Unternehmen können durch vorbeugende Leckage-Erkennung, effizienter und sicherer die Wassernetze betreiben und dadurch Gewinne steigern.