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AI在国外水行业中有哪些应用 AI应用方案

2019年10月14日 17:22来源:未知手机版

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水对地球上的生命至关重要。然而,近年来由于世界上缺水和其他水资源问题不断增加,水行业工作者正在寻找更好、更有力的方法来实现水资源管理。人工智能(AI)是由机器,特别是计算机系统,模拟人类的智能过程。通过在水行业中应用AI,可为世界各地的人们建立新的可持续水供应和管理系统。


AI在国外水行业中有哪些应用:AI引起全球供水行业的技术新变革
以AI在世界各国特别是发达国家供水行业中典型案例为例,概述AI在供水行业中的应用。

1.1AI在澳洲供水行业中的典型应用

墨尔本水务部门应用AI减少水处理过程的用电量。Winneke水厂作为墨尔本饮用水的主要水厂之一。每天平均约350000m3的水流入此厂,通过水处理工序,分配给城市周围的数百万家庭和企业。该水厂每天设定目标水流量,以确保墨尔本始终有适量的饮用水。根据不同的目标流量,需要不同的泵以不同的速度运行。为了确保这些泵在最高效率下运行,同时仍能达到所需的流量,墨尔本水务公司使用定制开发的人工智能(AI)程序。该程序通过挖掘水泵历史运行数据,计算任何给定泵的最有效的配置时间。Python平台内部开发的AI系统利用历史数据确定最节能的泵组合,以及相关的运行速度,达到必要的流量。此系统能够通过历史数据分析出一些独特的系列因素,如油藏水平、可用泵和过去的性能等。在运行模式下,此系统确定最佳泵组合设置参数,并将其直接发送到水泵系统,实时应用无需任何人为干预。

作为重要的考虑因素——网络安全,此AI数据存储未连接到更广泛的墨尔本供水网络或互联网的计算机上,这最大限度地降低了网络安全风险。同时,墨尔本水务部门在其AI系统代码中内置规则,以确保AI系统只能在设定参数范围内优化水泵操作,并确保在AI系统出现故障时继续生产。该AI系统使Winneke水厂的泵站能源成本每年减少约20%,且目前正在其他地区水厂进行推广调试。

澳洲其他城市的水务机构也在积极推进AI技术的研究和应用。如悉尼水务公司开发了“下水道侦察兵”AI系统,以减少下水道穿越检查所涉及的风险,现在此AI系统能达到98%的准确定位率,可识别下水道故障。与此同时,昆士兰州的UnityWater自来水公司与GHD公司合作开发了湿天气溢流预测模型,结合天气雷达图像,预测水管失效可能性的模型,可预测未来15年供排水网络中每个水管出现故障的可能性。

1.2AI在美国供水行业中的典型应用

美国使用AI,发明智能机器人用来检查下水道系统泄漏和使用年限老化等问题。另外,针对大型或高层建筑物水管漏水不仅浪费水资源且会造成较大经济损失的问题,位于美国内华达州里诺市的亚特兰蒂斯赌场度假村使用WINT公司开发的AI解决方案,应用人工智能检测并阻止泄漏源。当漏水时,它会发出警报,并自动关闭。智能实时监控系统可以识别漏水和浪费的来源,减少用水量,防止损坏。

该度假村每月约使用2.46×104m3的水。通过实施AI解决方案,半年来度假村已经节省36000美元的漏水。其负责人表示,此AI系统非常准确,可检测到工作人员无法找到的隐藏泄漏。同时,此AI自动检测系统还可用于异地监控。图4为人工智能水检测设备向员工的智能手机发送实时泄漏警报。

1.3AI技术在加拿大供水行业中的典型应用

水管渗漏、爆裂是每个城市供排水管道的常见问题。压力变化、体积波动或水面冒泡都会导致管道爆裂,但小的泄漏往往多年不被发现。加拿大市政供水系统在供水时由于水管的渗漏爆裂每年平均损失13%的净水。基础设施较老的国家在这方面损失率更高。加拿大滑铁卢大学研究人员与行业伙伴合作开发,通过使用新型水听传感器和AI技术,显著降低了城市供水管道中严重的水损失。该传感器利用先进的信号处理技术对声学数据进行预处理,记录水声信号,通过将漏水信号与供水系统中的其他噪声源区分,来识别漏水信号,可检测到管道中哪怕是很小的泄漏,并突出与泄漏相关的部件,由此确定位置,并确定优先次序进行维修。及早地发现小的泄漏可以防止之后发生代价高昂的破坏性水管爆裂。此装置可安装在现有消防栓内,既方便又便宜,无需开挖或停用管道。这项技术可以使城市更加主动有效地对资源设施进行维护和维修。

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