Moderní trasování sítí s využitím AI

Foto: Radeton s.r.o.

Firma Radeton s.r.o. je lídrem v oblasti technologií pro trasování kabelů, potrubí a detekci úniků vody a plynu. Má za sebou více než tři dekády zkušeností.

Ing. Jakub Dirhan, MBA, přední specialista Radetonu na satelitní technologie, přináší zajímavý pohled na využití umělé inteligence a satelitních technologií v boji proti ztrátám vody. Jakub představuje aktuální trendy a technologie, které mají potenciál zásadně změnit přístup k detekci a prevenci úniků vody

Umělá inteligence se tlačí do všech sfér lidské činnosti a v oblasti ztrát vody tomu není jinak. Dnešní systémy sledování úniků vody pracují s algoritmy, které jsou schopny predikovat chování spotřebitelů i vliv počasí. Díky tomu lze identifikovat jakoukoliv anomálii, kterou by normální lidské oko nebylo schopno zachytit. V oblasti detekce úniků, která velmi často pracuje na akustické bázi AI porovnává vzorky šumů s obrovskou databází více než 3 milionů šumů a dokáže tak eliminovat falešné odezvy. Odfiltrovat šum poruchy od okolních šumů může výrazně zrychlit detekci úniků.

Satelitní technologie ve vodárenství

Vodárenské společnosti čím dál častěji využívají satelitní technologie pro analýzu stavu své sítě a vyhledávání skrytých úniků vody. Existují dva směry, které přístup rozdělují do dvou skupin. První je použití systému umělé inteligence, který se umí “naučit” chování potrubí, predikovat budoucí výskyt poruch a zhodnotit stav sítě na základě satelitního snímkování. Druhý systém využívá aktivní paprsek k zaměření již existujících úniků vody – systém Asterra: Vyhledávání poruch pomocí satelitní analýzy vodovodní sítě Asterra využívá technologii japonského vesmírného programu JAXA, kterou vesmírné sondy hledají přítomnost vody na planetě Mars.

Družice ALOS-2 monitoruje zemský povrch z výšky 628 km pomocí mikrovlnného paprsku. Asterra pak data pomocí složitých vzorců přepočítá a zobrazí potenciální místa úniku vody ze sítě. Senzor na satelitu zachycuje vyslané radarové impulsy, které dokážou rozlišit, zda se jedná o vodu povrchovou, odpadní či pitnou. Systém je funkční za každého počasí a radarové odrazy pronikají do hloubky až tří metrů, a to i pod beton. Vyhodnocení snímků trvá v řádu jednotek dnů.

Nejčastějším omezením této technologie je rozdíl mezi povrchem Marsu a Země. Na Marsu nenajdeme žádnou infrastrukturu, wifi sítě, mikrovlnné vysílače, vysoké budovy atd. Všechny tyto aspekty způsobují rušení a odrazy paprsku komplikují přesnost zaměření. Satelit tedy neumí říct na cm přesně “tady je únik”. Kvůli zmíněným omezením musí pátračské skupiny prozkoumat potrubí v cca 100 m rádiusu.

Výhodu, kterou tato technologie nabízí je především rychlost zhodnocení obrovského území jediným “náletem”. Do satelitního snímku (50x70 km) se vejdou tisíce kilometrů vodovodní sítě, které jsou podrobeny analýze. Poté jsou určena místa výskytu úniků a ty v terénu dohledat. Více než 20 projektů na našem území ukazuje, že takto vytipované oblasti, které je potřeba prozkoumat, tvoří jen 5 % z celkové délky. To šetří obrovské množství času. Není potřeba zkoumat 95 % potrubí a můžeme se zaměřit rovnou na místa s takto detekovanými úniky. Samozřejmě úniky se mohou vyskytovat i v této části potrubí. Satelit neumí zachytit vše, signál mohou blokovat například vysoké budovy nebo auta. Podstatné však je, že pokud se pátrači zaměří na body vytipované satelitem, nacházejí 5-10x více úniků, než při běžné preventivní činnosti. V tom je hlavní síla této technologie – posílá pátrače přímo tam, kde jsou úniky.

Využití umělé inteligence

Díky AI a zpětné vazbě z terénu, kdy jsou satelitem vytipované úniky potvrzovány, se algoritmus neustále zlepšuje a zpřesňuje. U druhého systému, zmíněného v úvodu, který je reaktivní, AI také sehrává klíčovou roli. Na základě satelitních snímků a informací o tom, kde se úniky vyskytovaly v minulosti se systém dokáže naučit a rozpoznat změny v okolí, které úniky způsobily a podle dalších informací jako stáří potrubí či kvalita podloží dokáže predikovat budoucí výskyt poruch a hlavně zhodnotit, které části potrubí jsou ve špatném stavu a je doporučena jejich výměna.

V jakých dalších oblastech se AI ve vodárenství kromě satelitů uplatňuje?

Snižování ztrát začíná u monitoringů průtoků. Každý provozovatel musí vědět, co se děje na síti. Dojde-li najednou ke zvýšení průtoku (např. výstup z vodojemu), je to jasnou indikací zvýšení spotřeby. Ta ale může být způsobena mnoha vlivy – lidé napouštějí bazény, zalévají zahrady atd. AI systém monitorování, který se léta využívá např. v Londýně, dokáže rozpoznat, kdy např. začal Ramadán – naučí se, které čtvrti jsou muslimské a dokáže predikovat i takovou událost. Poradí si i se zvýšenou spotřebou během utkání Premier League.

Děkujeme za rozhovor,
redakce