Digitale transformatie werpt vruchten af voor de watersector

Verschillende experts deelden hun visie op de laatste trends in hydroinformatica tijdens de eerste kennisuitwisselingsbijeenkomst van dit jaar. Zo schetste Edo Abraham (TU Delft) de vele uitdagingen voor de mondiale watersector, waaronder de ontwikkeling van proactief lekmanagement voor het sneller detecteren, lokaliseren en repareren van lekken in de ondergrondse waterinfrastructuur. Modelgebaseerde leklokalisatietechnieken zijn hiervoor een veelbelovende optie, waarbij het waternetwerk wordt opgesplitst in kleinere segmenten (District Metered Areas, DMA) voor het meten van de druk en instroom. Een nieuwe stochastische actieve modelgebaseerde leklokalisatie maakt gebruik van Bayesiaanse kansverdelingen, zodat hierin onzekerheden van de metingen (onder invloed van lekken) worden meegenomen. Aan de hand van scenario’s van lek- en watervraag kan worden bepaald met welke aansturing van de DMA de beste inschatting valt te maken van de locatie van het lek. Op grond van de resultaten blijkt deze nieuwe aanpak sneller en nauwkeuriger te zijn dan conventionele methoden.

Onzekerheid in optimalisatie van stedelijke systemen

Een ander onderwerp betrof het rekening houden met onzekerheden in de optimalisatie van stedelijke watersystemen; iets wat niet gebeurt in het geval van de traditionele, deterministische aanpak. Daardoor presteren zulke gebruikelijke oplossingen onder realistische omstandigheden vaak anders dan voorzien. Dimitri Solomatine (IHE Delft) zette uiteen hoe robuuste optimalisatie (ROPAR) helpt om onzekerheden op een goede manier in te bouwen door gebruik te maken van optimalisatie met meervoudige doelstellingen (multi-objective). Aan de hand van een hydrodynamische modellering van afvoer en riolering van een stedelijk gebied werd de aanpak toegelicht. Een model van een afvoernetwerk berekent aan de hand van regenval de overstromings- en herstelkosten. Voor een robuuste optimalisatie van het model moet rekening worden gehouden met onzekerheid, zoals door het simuleren van de vele (kansen op) buien en de overstromingen en kosten die dit tot gevolg heeft.

Schematische weergave van systeem onzekerheden.

Fiware4Water: van onderzoek naar praktijk

Het belang om nieuwe toepassingen van hydroinformatica – zoals optimalisatie en onzekerheidsontwikkelingen – eenvoudiger te integreren bij waterbedrijven, werd onderstreept door Christos Makropoulos (National Technical University of Athens, KWR). De meeste waterbedrijven bezitten vaak al een complexe architectuur van hardware- en softwaresystemen. Het inpassen van nieuwe ontwikkelingen in deze omgeving is vaak een complexe opgave die praktijktoepassingen in de weg staat. De Europese standaard FIWARE kan hiervoor de oplossing bieden. FIWARE – een opensource IT-platform – biedt een zogenoemde ‘context broker’, die verbinding kan leggen tussen verschillende platforms. Dit zorgt voor het doorstromen van informatie. Bij toepassing van een Europese standaard zoals FIWARE komen digitale oplossingen binnen handbereik wanneer applicaties gebruikmaken van verschillende domeinen of platforms. Makropoulos liet zien hoe in het Fiware4Water project zonder tijdverlies hydroinformatica-oplossingen zijn te koppelen aan bestaande systemen door gebruikt te maken van de FIWARE-standaard. Zo vindt binnen het project een test plaats op de RWZI Amsterdam West, waarbij het influent en zuiveringsproces realtime worden gemonitord en het proces wordt gestuurd met artificial intelligence (AI), met als resultaat reductie van lachgasemissies en besparing van energie.

RWZI Amsterdam West – onderdeel case study Fiware4Water.

Potentieel hydroinformatica zichtbaar maken

De kennisuitwisselingsbijeenkomst werd afgesloten door Dragan Savić (KWR, University of Exeter). In zijn bijdrage benadrukte hij dat we in een tijd leven van exponentiële groei van data: 90 procent van de data wereldwijd is gecreëerd in de laatste twee jaar. De grote opgave is het transformeren van deze datastroom in bruikbare informatie. Dit geldt ook voor de watersector. Alle waterbedrijven beschikken over een gigantische hoeveelheid aan data en digitale systemen, maar worstelen om het potentieel dat hierin verborgen ligt om te zetten. Daarnaast komen veelbelovende technologieën op ons af die deze uitdaging verder zullen versterken. Zo zullen we de komende jaren een grotere inzet zien van onder meer kunstmatige intelligentie, remote sensing, digitale tweelingen en robotica. Aandacht is nodig voor integratie van deze technologie in de praktijk. Daarbij kunnen we leren van de successen en fouten in andere sectoren. Zo laten ongelukken met zelfrijdende auto’s of de autopilot in vliegtuigen zien dat het essentieel is om de mens de uiteindelijke controle te laten behouden. Echter, mensen moet wel getraind worden in het omgaan met deze digitale gereedschappen. Daarbij is veiligheid, en specifiek, cybersecurity, een niet te onderschatten element.

Inzetten op vakmanschap

Als conclusie van deze eerste kennisuitwisselingsbijeenkomst van het Platform Hydroinformatica in het nieuwe jaar, kwam naar voren dat de watersector versterkt moet inzetten op dit onderzoeksveld. De wereld om ons heen digitaliseert. Als we de nieuwe technologie op de juiste manier toepassen levert dit niet alleen veel meer informatie op, maar ook verdere optimalisatie van onze operationele processen. Daarbij is het noodzakelijk een accuraat vakmanschap te ontwikkelen.