Ruimtelijke algoritmen in de praktijk

Ruimtelijke algoritmen in de praktijk

Scheuren voorspellen in ondergronds pvc

 

Voordat je voorspellingen kunt genereren uit leidinggegevens, moeten asset- en faaldata worden geïntegreerd en gestandaardiseerd. Vervolgens bepalen algoritmes de prioriteit voor vervanging. Het Haarlemse data science consultancybureau Spatial Insight won er een vakprijs mee.

Door Ignaz Worm

Van een algoritme op ruimtelijke data naar minder lekkende waterleidingen.

Spatial Insight is met Oasen, PWN en Brabant Water de winnaar van de BTO Implementation Award 2021 geworden. Zowel de jury als het publiek vonden het gestandaardiseerd toepassen van het Comsima-model bij meerdere drinkwaterbedrijven het meest inspirerende voorbeeld van het toepassen van onderzoek uitgevoerd door KWR. De award wordt iedere twee jaar uitgereikt door KWR Water Research, het onderzoeksinstituut van de Nederlandse drinkwaterbedrijven.

Computation of Stresses in Mains

Onderzoekers Andreas Moerman, Bas Wols en Karel van Laarhoven van KWR hebben het model COMputation of Stresses In MAins (Comsima) ontwikkeld dat scheuren in pvc voorspelt door optredende belastingen en de verouderingsprocessen. Het model berekent de spanningen in deze ondergrondse leidingen. Op de website van KWR schrijven zij: “Comsima maakt gebruik van gegevens van de leiding, grond, zettingen, verkeer- en bovenbelasting. Comsima berekent een spanning in de leiding en een hoekverdraaiing van een verbinding. Falen treedt op als de toelaatbare vloeispanning of de toelaatbare hoekverdraaiing wordt overschreden.”

Bedrijfstak Onderzoek
Ongeveer de helft van het onderzoek dat KWR uitvoert maakt deel uit van de bedrijfstak Onderzoek (BTO). Het is voor de drinkwaterbedrijven van belang dat de resultaten van het onderzoek vervolgens ook in de praktijk worden toegepast. Het project waarbij dat het best is gelukt, wint de tweejaarlijkse prijs. De winnaar van de BTO Implementation Award 2021, Spatial Insight, is een data science consultancy uit Haarlem die zich richt op datagedreven management van ondergrondse assets. Het winnende consortium bestond uit de al genoemde onderzoekers van KWR, de ‘techneuten’ Jurjen den Besten en Arnoud Drevijn van Spatial Insight, Peter Horst van PWN, Roel Diemel van Brabant Water en Bas Bouwman van Oasen. Het algoritme is in de praktijk toegepast bij deze drie drinkwaterbedrijven.
Oprichter en eigenaar Arnoud Drevijn van Spatial Insight: “Comsima, een drinkwatertoepassing, is één van onze vele saneringsmodellen. We hebben het nu over drinkwaterleidingen: dat is maar één van vele typen ondergrondse infrastructuur. We werken als techneuten heel graag aan alles wat zich bevindt tussen harde algoritmes en het oplossen van maatschappelijke uitdagingen.”

Er liggen niet alleen drinkwaterleidingen in de ondergrond. Foto: MonikaP/PixaBay

Model omgezet in algoritme
Drevijn vervolgt: “Met de andere deelnemers in het consortium hebben we het bestaande Comsima-algoritme zó bewerkt dat het eenvoudig door drinkwaterbedrijven toegepast kan worden. Dit is voor ons dagelijkse kost; uit ruimtelijke asset- en faaldata informatie genereren die asset-owners gebruiken bij hun beslissingen over vervangingen. Wij geloven namelijk dat je alleen op basis van objectieve data optimale en inzichtelijke besluiten kunt nemen over de besteding van publiek geld voor ondergrondse infrastructuur.”
Hoe ze dat doen? Vaak zijn bij de beheerders van ondergrondse infrastructuur de asset- en faaldata opgeslagen in losse databases. Deze zijn dan veelal gekoppeld aan specifieke interfaces voor het invoeren van de data. Deze verschillende ruimtelijke databronnen worden dan eerst geïntegreerd en gestandaardiseerd. Daarna wordt er gerekend met algoritmes, zoals het Comsima-model. Uit die berekeningen volgt een prioriteitsscore per leiding. Daarna volgen berekeningen om leidingen te bundelen tot projecten die de juiste omvang hebben om goed te kunnen uitvoeren. Bovendien moeten ze als groep de grootste bijdrage leveren aan de strategische doelstelling van de netbeheerder.

Ruimtelijke data als input en uitvoer van berekeningen aan het vervangen van pvc en asbestcementleidingen. Het is het resultaat van een Comsima-berekening in combinatie met SAR-data van Sensar. Spatial Insight paste hier een nieuwe methode toe om de SAR-data te vertalen naar hexagonen, zodat de gemiddelden volgens een juiste statistiek worden toegekend.

Van lokale kennis naar vervangingsmodellen
Steeds meer drinkwaterbedrijven gebruiken ruimtelijke data en algoritmes om de juiste keuzes te maken voor het vervangen van leidingen. Drevijn: “Vroeger vertrouwden de bedrijven op de expertise en lokale kennis van medewerkers om tot besluiten te komen welke leiding te vervangen. We weten nu dat een leiding die in korte tijd een aantal keer lek gaat, niet per se de leiding is die het meest bijdraagt aan het totale lekverlies. Gevoelsmatig moet je die leiding vervangen, maar eerst uitrekenen welke leidingen nou echt het grootste risico vormen, blijkt keer op keer toch beter te werken. Naast Comsima zetten we ook andere vervangingsmodellen in die elk hun specifieke eigenschappen hebben en op specifieke punten focussen. We kunnen die verschillende modellen zelfs combineren en onderling variëren, om zo gaandeweg steeds meer controle te hebben op de besluitvorming van het vervangen van leidingen.”

 

Website Spatial Insight

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Scroll naar top