Delivering Intelligent Transport Systems - IBM - United States
IBM Intelligent Water
Transcript of IBM Intelligent Water
© 2013 IBM Corporation
IBM Intelligent Water
Progetto WATERGRID [MIUR PON01_01596 ]Gennaio 2015
WATERGRID
Progetto di ricerca industriale (MIUR PON01‐01596)
•Durata– Ottobre 2011- Settembre 2014
•Partners– ABC (ex ARIN). Azienda
idrica di Napoli– Università di Napoli
“Federico II” (Dipartimento di Ingegneria Civile, Tecnica e Ambientale)
– IBM Italia (Rome Smart Solutions Lab)
Obbiettivi– Modellazione, ottimizzazione,
simulazione e controllo di reti idriche urbane
– Focus della ricerca• Grid modeling• Model calibration,
sampling design• Optimal grid partitioning
(distrettualizzazione)• Risparmio e recupero
dell’energia • Reports del bilancio idrico• Rilevamento automatico di
anomalie
WATERGRID / Il contributo del team IBM
Responsabilità di progetto– Modellazione di reti idriche– Integrazione con sistemi GIS– Posizionamento ottimale di
sensori di pressione– Partizionamento ottimale
della rete in District Metered Areas (DMA)
– Rilevamento di anomalie
Moduli software sviluppati– IBM WGMOS(*) SW
• WGMOS Studio• WGMOS Server
(*) Water Grid Modeling Optimization and Simulation - Software assets developed and owned by the Rome Smart Solutions Lab
IBM Intelligent Water (IW)– Piattaforma flessibile di
integrazione per monitoraggio, analisi e visualizzazione di reti idriche
– WGMOS Server • OPC-based integration of
SCADA sensor data• SOA-based integration of
metering data from ITRON• Exploitation of COGNOS data
analytics and reporting• Adaptive near-real-time
detection of anomalies (pipe failures)
WGMOS Server – Funzionalità
• Gestione di modelli multipli (per distretto)– Supporta il calcolo del bilancio idrico per distretto– Flessibilità: modelli con aree di sovrapposizione
• Integrazione con sistemi AMR di terze parti– Misure orarie (memorizzate negli smart‐meter)– Raccolta giornaliera automatica da sistema AMR
• Integrazione con sistemi SCADA (sensori)– Acquisizione dati dai sensori ad ogni minuto– Profili di riferimento inizializzati con dati storici e aggiornati automaticamente a supporto di anomaly‐detection
– Gestione dati storici del bilancio idrico– Anomaly detection effettuata ogni 2‐6 minuti
WGMOS Server – Rete Idrica Demo
© 2013 IBM Corporation 5
WGMOS Server – Bilancio Idrico
• Calcolo del bilancio idrico per distretto– Bilancio orario con visualizzazione su base giornaliera
• Disponibile per tutti i giorni di cui sono stati raccolti i consumi
– Componenti del bilancio• Acqua totale immessa
• Consumo totale misurato
• Stima delle perdite di rete (estremo superiore, basato sulla ‘minima notturna’)
• Perdite non spiegate
WGMOS Server – Bilancio Idrico
© 2013 IBM Corporation 7
WGMOS Server – Rilevamento anomalie
• Funzionalità– Creazione dinamica delle soglie di attenzione (per sensore)
• Inizializzate sulla base dei dati storici
• Aggiornate automaticamente nel caso di lenta deriva
– Monitoraggio di anomalie• Transienti (deviazioni che rientrano nella norma su brevi periodi)
• Deviazioni di lunga durata– Possono rientrare nella norma precedentemente stabilita– Possono stabilizzarsi su un nuovo profilo (nuove soglie)
• Visualizzazione anomalie (tipica frequenza di aggiornamento: 6’)
– Icona visibile per il sensore cui è associata una anomalia attiva– Stato (verde, giallo, arancio, rosso) rispetto alle soglie di riferimento
WGMOS Server – Profili di riferimento dinamici
© 2013 IBM Corporation 9
WGMOS Server – Simulazione di Rotture temporanee [1]
© 2013 IBM Corporation 10
WGMOS Server – Simulazione di Rotture temporanee [2]
© 2013 IBM Corporation 11
WGMOS Server – Simulazione di Rotture temporanee [3]
© 2013 IBM Corporation 12
WGMOS Studio
• Funzionalità– Import/Export
• Processo di creazione dal GIS del modello GMOS
• Formato EPANET INP
• Formato WGMOS (ad esempio generato con estrattore da GIS)
– Visualizzazione e modifica della rete idrica• Uso del solver EPANET2
– Posizionamento ottimale dei sensori di pressione• Uso dei solutori K‐MEANS e CPLEX per la ricerca dell’ottimo
– Partizionamento ottimale in distretti• Generazione di un ampio insieme di partizioni «plausibili»
• Ordinamento delle partizioni funzionalmente «accettabili»
• Calcolo automatico del settaggio ottimale delle valvole.
WGMOS Studio – Creazione dal GIS del modello GMOS
WGMOS Studio – Visualizzazione e modifica delle rete idrica
© 2013 IBM Corporation 15
WGMOS Studio – Posizionamento ottimale dei sensori
© 2013 IBM Corporation 16
WGMOS Studio – Partizionamento ottimale in distretti
© 2013 IBM Corporation 17