Lekken vinden in Leidingenstelsels

De locatie en grootte van lekkages in leidingenstelsels kunnen gevonden worden door operationele metingen te combineren met een model van het leidingenstelsel.

Voor Vitens heeft VORtech gewerkt aan programmatuur om lekkages te detecteren en vervolgens de locatie ervan te bepalen. We hebben verbeteringen aangebracht aan de Dynamische Bandbreedtemonitor (DBM), die Vitens heeft ontwikkeld en als open source beschikbaar heeft gesteld. Voor het lokaliseren van lekken heeft VORtech een nieuw algoritme ontwikkeld op basis van standaard benaderingen uit de open source toolbox OpenDA.

Data science voor het beheer van leidingenstelsels

Een lekkage verraadt zich vaak door afwijkingen in de druk- en stromingsmetingen in een leidingenstelsel. Maar wanneer duidt een afwijking op een lek? Waterbedrijf Vitens heeft voor haar waterleidingnetwerk de Dynamische Bandbreedtemonitor (DBM) ontwikkeld om dat te bepalen. Het principe is simpel: als de hoeveelheid verbruikt water in een gebied afwijkt van de verwachte hoeveelheid, dan gaat er blijkbaar water verloren. Maar dat werkt alleen als de voorspelling nauwkeurig genoeg is en als meetfouten er uit gefilterd worden. VORtech heeft meegewerkt om deze aspecten te verfijnen.

De voorspelling in de DBM is gebaseerd op de trend van de afgelopen periode. De relatief simpele manier waarop die voorspelling bepaald wordt is verrassend effectief: toepassing van geavanceerde deep learning technieken konden dat nauwelijks verbeteren. De voorspellingen konden nog wel verbeterd worden door het optimaliseren van de instellingen van het voorspellingsmodel waarvoor VORtech een optimalisatiemethode uitgewerkt heeft. Verder heeft VORtech op basis van een tweetal simpele concepten de betrouwbaarheid van de DBM flink verhoogd. Ten eerste wordt er nu gekeken of het verbruik ook in andere gebieden afwijkt van het verwachte verbruik. Als dat zo is, dan is er sprake van een onvoorziene trend in het waterverbruik en niet van een lekkage. Ten tweede wordt gekeken of water dat in het ene gebied ‘verdwijnt’ misschien te voorschijn komt in een naburig gebied. Als dat zo is, dan is er blijkbaar een doorlevering geweest die niet goed gemeten is.

Lokaliseren van lekkages

Als er is vastgesteld dat er ergens een lekkage is, dan is de volgende vraag natuurlijk: waar is de lekkage? Die vraag kan beantwoord worden door met een rekenmodel van het leidingenstelsel vanuit de metingen terug te rekenen naar de oorzaak van de afwijkingen. VORtech heeft ruime ervaring met de technieken die daarvoor gebruik worden. We zijn een van de ontwikkelaars van de open source toolbox OpenDA die dit soort technieken implementeert. In diverse projecten heeft VORtech OpenDA toegepast in combinatie met het veelgebruikte leidingenmodel EPANET. Ook voor Vitens kon hiermee een goede methode gevonden worden om de locatie van lekkages te vinden. Deze methode wordt nu verder uitgewerkt en zal op termijn waarschijnlijk ook onder een open source licentie beschikbaar worden gesteld.

Meer weten?

Bent u benieuwd wat er op basis van open source software mogelijk is voor het detecteren en lokaliseren van lekkages in leidingen? Neem dan contact met ons op: we komen graag langs om met u te bespreken wat de mogelijkheden zijn.