Innovazione per la gestione delle perdite idriche – Data Driven Asset Management

independent | trusted | innovative
INNOVAZIONE PER LA GESTIONE
DELLE PERDITE IDRICHE -
DATA DRIVEN ASSET MANAGEMENT

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INNOVAZIONE - PERDITE IDRICHE
DATA DRIVEN ASSET MANAGEMENT

INNOVATION ON WATER SERVICES
 GLOBAL APPLICATION (Technologies);
 LOCAL BUSINESS (Tailored Application)
R&D + INNOVATION DRIVERS
SUPPLY CHAIN RESPONSIBLE OF ALMOST ALL
THE R&D + INNOVATION IN THE SECTOR
PREREQUISITE:
• A MATURE, ADVANCED WATER MANAGEMENT SYSTEM
(stimulating and implementing innovations);
• A MATURE EFFECTIVE GOVERNANCE
(substituting the push to efficiency of the free market)

OBIETTIVI STRATEGICI E LINEE DI INTERVENTO 2019-2021: TEMI TRASVERSALI
A. Il consumatore consapevole (strumenti informativi innovativi)
B. Approccio regolatorio all’innovazione di sistema (concetto Inglese della «sandbox»: permettere a
idee meritevoli, suggerite dagli operatori, di essere testate in campo anche con la concessione di deroghe alla
regolazione - limitate nel tempo e nello spazio - per permettere la realizzazione di un progetto mirato alla verifica
prototipale dell’idea innovativa.)
OBIETTIVI STRATEGICI 2019-2021 E LINEE DI INTERVENTO: AREA AMBIENTE
B. Sviluppo efficiente delle infrastrutture
OS.10 Programmazione efficace e realizzazione degli investimenti
per un servizio idrico di qualità
INNOVAZIONE IN ARERA

WHAT NEXT? - FRONTIERS OF INNOVATION
CLIMATE CHANGE
ASSET
MANAGEMENT
DIGITALISATION
CIRCULAR ECONOMY

WHAT NEXT? - FRONTIERS OF INNOVATION
ASSET
MANAGEMENT
DIGITALISATION

ASSET
MANAGEMENT

Fine anni ‘80 (1988 – 1990)
© Distric Metering, con brevetto di:
- 1° modello matematico di rete
(Watnet)
- Data logger (rilievo dati)
- Microcorrelatore (ricerca perdite)
- Etc. etc.
Forte delle proprie tradizioni, il WRc ha continuato a sviluppare
metodologie innovative, focalizzate nella massimizzazione del
“valore” ottenibile dalla grande quantità di dati operativi.

PERDITE IDRICHE – ASSET MANAGEMENT
Perdite idriche non controllate
portano a scoppi o collassi di
tubazioni con gravissimi disservizi –
il rischio può e deve essere gestito
Se la domanda all’utenza è soddisfatta, la
maggiore criticità delle perdite idriche non è
lo spreco di risorsa o il suo costo (costo di
produzione e non prezzo di vendita!!!) ma
mettere a rischio l’integrità infrastrutturate
della rete

ASSETS MANAGEMENT (SERVICEABILITY)
(AGED ASSET AND NEW ASSETS WITH LOW TECH LIFE)

Data Driven - Asset Management
• Indiscussa “ ” dell’innovazione nel settore;
• Largamente applicate dal WRc presso i gestori Britannici (da
decenni strutturati con le più avanzate tecniche di gestione: WFM,
GIS, Modelli, Database etc.);
• Possibili grazie all’ , derivante
dall’ampio spettro di competenze del personale scientifico del WRc;
• Possibili grazie alla in
possesso al WRc (anonimi - di confronto) derivanti dai progetti svolti
ed in corso;
• Possibili grazie all’applicazioni di algoritmi e modelli matematici di
(sviluppati con linguaggi di
programmazione aperti)

Asset Management Services
© WRc plc 2018
ASSET
MANAGEMENT
Technology
evaluation
Asset
resilience
Customer
services
Pollution
and
flooding
Leakage
Innovation
strategy

Deterioration
modelling
Condition
assessment
Predictive
analytics
Maintenance
optimisation
Estimating
unmeasured
customer
demand
Meter
uncertainty
analysis
Flow
balances
Investment
prioritisation
?
Service
failure risk
profiling
Social
impact
analysis
Smart
Networks
Critical asset
identification
and location
Leakage
economics
Technology
evaluation
Innovation
strategy
Trenchless
technologies
Large scale
facilities
WRc
Approved
Predicting
the influence
of weather
Failure
analysis
Social data
analytics
Survey
planning
Workmanship
improvement
Area “Leakage Strategy”

Approccio Metodologico: Analisi di tutti I
fattori (dati) Interni ed Esterni

General Framework
Data
Uncertainty
Bursts
model
Leakage
Model
Scenario
Analysis
Optimisation

Data
Uncertainty
Bursts model
Leakage
Model
Scenario
Analysis
Optimisation
Quali sono le tubazioni a rischio scoppio o
collasso e che problemi comporterebbero?
Dove devo intervenire prioritariamente e come?
Quando il rischio di scoppio o collasso è troppo
elevato? (early warning)
Quanto costano gli interventi per
raggiungere i miei obiettivi di perdita?

Asset Management Services – Data Driven
Modellazione previsionale del rischio di scoppio di tubazioni critiche

Decision support for asset investment
prioritisation
(Below) Improving the benefit-cost ratio of the pipeline
investment programme by client
(Above) Revealing the efficiency
frontier when devising pipeline
rehabilitation projects

Data
Uncertainty
Bursts model
Leakage
Model
Scenario
Analysis
Optimisation
Quale è il livello di perdita atteso in
una zona/distretto/cliente nei
prossimi 10 giorni?
Quale è il trend atteso del livello di
perdite a lungo termine?

Modello Real Losses
Vantaggi:
• Ottimizzazione dei misuratori
• Miglior qualità del segnale registrato
Analisi impatto fattori
esterni (e.g. meteo)
Analisi dell’errore di
misura
Previsione dei distretti più
vulnerabili
Impatto del traffico
Impatto di correnti
elettriche
Selezione delle condotte da
sostituire
Esplorazione fattori che
influenzano il flusso
Episodi
ricorrenti
Pianificazione
interventi
esplorativi
Vantaggi:
• Avvertimento preventivo correlato a previsioni meteo
sul breve-medio periodo
• Ottimizzazione degli interventi solo nelle aree più a
rischio
Impatto delle variazioni
di pressione
Campionamento
acustico

Esempio di previsione a lungo termine.
Il test è stato eseguito con dati che il modello statistico non
aveva utilizzato per l’addestramento (blind test). 85% del
segnale è correttamente predetto.
Flowl/hour
Modello Real Losses
Previsione 2018

Modello Real Losses
Algoritmi di machine
learning vengono utilizzati
per predire i flussi notturni
ad intervalli temporali
selezionati dal cliente.

Modello Real Losses
Le previsioni vengono utilizzate
per identificare le aree più a
rischio sulla base delle
interazioni complesse tra le
caratteristiche intrinseche del
distretto (e.g. tipo di suolo
argilloso) ed esterni (e.g.
periodo particolarmente freddo)

OUTPUT: GIS Layer – WebGIS Dashboard

Tipico percorso di sviluppo di un Progetto
Criterio principale: TRASFERIMENTO DI KNOW-HOW
(vastità applicative – estensioni verticali ed orizzontali –
sempre sotto rigorose condizioni di confidenzialità)
• Prima Task (o Fase) di raccolta pulizia ed
analisi dei dati su tutta la rete gestita dal
Cliente (Data Quality Control) - ;
• “MILESTONE” – verifica fattibilità delle
ipotesi di offerta - “Tailoring” degli obiettivi
e specificità richiesti dal Cliente per le Tasks
(o Fase) applicative
• Applicazione (orizzontale) in ambiti analoghi
pressochè autonoma
• PoC (Proof of Concept) su una parte
circostanziata delle rete
(distretti/aree)
• Estensione (orizzontale) mirata su
tutta la rete gestita dal Cliente con
sempre minor supporto WRc (know-
how transfer)
Potenzialità di estensioni Verticali

Project by numbers

© 2019 Isle Utilities. All Rights Reserved
L’INIZIATIVA INNOVATION IN ASSET MANAGEMENT
Creazione web-dashboard con
mappa interattiva della rete idrica
nell'area di studio ed una
heatmap di rotture e
riparazioni + statistiche
descrittive ed elaborazioni (es.
stagionalità per i diversi materiali)
Scouting a
livello
mondiale e
proposta di
10 soluzioni
innovative
Incontro
con
presentazi
one delle 5
tecnologie
votate
Raccolta
dati
dell’area di
studio
Analisi
tecnologie
attualmente in
uso, in relazione
agli obiettivi
richiesti per
pianificare gli
investimenti di
asset
management
?

DATA STRATEGY & INNOVATION SCENARIO
DATA DRIVEN management support and Innovation activities
Verify water
balance
methodology
Analyze the
performance of
pressure control
systems
Optimise asset
intervention
strategies – BURST
PREVENTION
Analyse water
quality
performance
Analyse water
quality
performanceForecast of
“REAL
LOSSES”

maintenance holiday is an expensive short term thinking!
ARE WE PROPERLY MANTAINIG WATER SERVICES
ASSETS FOR THE FUTURE GENERATIONS?
ASSET RENEWAL about 15 Billion Euros
(extimated)
PLANNED INVESTMENT (5 Yrs): 150/200 M€/Year
Rising Standards (ww new invest. ): 100/150 M€/Year
Maintenance (Ord./Extra; w/ww): 50/80 M€/Year
(0,5%???.....200 Years!)
NOT ENOUGTH!! WE HAVE TO DO MORE!!
WE ARE LEAVING PROBLEMS TO NEXT GENERATIONS!

ASSET NEED PROPER MAINTENANCE TO
MAINTAIN THEIR SERVICEABILITY
‘50 – ’70 POPULATION GROWTH – ECONOMIC BOOM
‘70 – ’90 ENVIRONMENTAL
AWARNESS (WW)
‘90 – Today RISING STANDARDS
serviceability
WE BUILT WATER ASSETS RISING THE (public)
DEBT OF OUR COUNTRIES
(liabilities to next generations)

An artificially low level of water prices would not only lead to the depletion of water
resources, but would fail to secure investments in infrastructure maintenance,
leaving a heavy burden of investment for future generations
EurEau Statement on «Rigth2water» ICE - 2014

Tel +44 (0) 1793 865000
Email solutions@wrcplc.co.uk
Frankland Road, Blagrove
Swindon, Wiltshire SN5 8YF
wrcplc.co.uk
© Water Research Centre Limited 2018
For more information, please contact
Roberto Zocchi – European Business Director
+39 335 7483590
roberto.zocchi@wrcplc.co.uk
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