Działania na rzecz cyfryzacji gospodarki wodnej
Na europejskie drogi wodne silnie oddziałują różne czynniki, począwszy od działalności rolniczej i przemysłowej, a skończywszy na wyzwaniach związanych z rosnącą urbanizacją. Technologie cyfrowe cieszą się uznaniem ze względu na ich zdolność do usprawnienia gospodarki wodnej. Jednak brak uzasadnień biznesowych i namacalnych dowodów na płynące z nich korzyści, w połączeniu z niedostatecznym wykorzystywaniem rozwiązań cyfrowych, utrudnia ich upowszechnienie. „W związku z tym celem finansowanego ze środków UE projektu DWC było usprawnienie zintegrowanej gospodarki systemami wodnymi w pięciu dużych miastach europejskich – Berlinie, Mediolanie, Kopenhadze, Paryżu i Sofii – poprzez wykorzystanie potencjału danych i inteligentnych technologii cyfrowych”, wyjaśnia Nicolas Caradot, koordynator projektu. Zespół 24 partnerów z 10 krajów prowadzony przez Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH, centrum badawcze specjalizujące się w miejskich systemach wodnych, opracował i zademonstrował korzyści płynące z wykorzystania panelu innowacyjnych rozwiązań cyfrowych w celu sprostania głównym wyzwaniom związanym z wodą.
Monitorowanie jakości wody w czasie rzeczywistym i wczesne ostrzeganie
Rozwiązania te obejmują nowe technologie w pełni zautomatyzowanego monitorowania jakości wody. Weźmy na przykład system ALERT, dokładny czujnik do oceny ryzyka dla zdrowia publicznego w związku z kontaktem z potencjalnie zanieczyszczoną wodą. „Skraca on o połowę czas reakcji i minimalizuje potrzeby w zakresie obsługi i transportu, zapewniając jednocześnie dokładność na poziomie zbliżonym do laboratoryjnej”, podkreśla Caradot. W ramach projektu wprowadzono na rynek również SWIM:AI, system wczesnego ostrzegania oparty na uczeniu maszynowym do zarządzania wodą w kąpieliskach. Może on przewidywać dni o niewystarczającej jakości wody z dokładnością sięgającą 95 %.
Monitorowanie kanalizacji i zarządzanie oczyszczalniami ścieków
W ramach projektu opracowano również nowe, niedrogie rozwiązanie do monitorowania wypływów z kanalizacji ogólnospływowej. Umożliwia ono przedsiębiorstwom precyzyjne monitorowanie ogromnej liczby odpływów kanalizacji ogólnospływowej. Ponadto projekt DWC podkreślił znaczenie czujników w zwalczaniu problemu niedozwolonych połączeń – nieprawidłowych połączeń między kanalizacją sanitarną a kanalizacją burzową. „Nowa metodologia projektu DWC okazała się być 10 razy bardziej wydajna i opłacalna niż konwencjonalne kontrole wizualne mające na celu ograniczenie problemu niedozwolonych połączeń w sieci”, potwierdza Caradot. Projekt DWC podkreślił również znaczenie uczenia maszynowego dla modelowania przepływu ścieków. „Potencjał czujników i uczenia maszynowego wykorzystano w nowym rozwiązaniu kontrolnym do zintegrowanego zarządzania sieciami kanalizacyjnymi i oczyszczalniami ścieków w czasie rzeczywistym. Pozwala to zachować około 25 % przepływu ścieków i 20 % emisji azotu”, podkreśla Caradot.
Zaawansowane wsparcie decyzyjne w zakresie zagrożeń związanych z ponownym wykorzystaniem wody
Kolejnym opracowanym rozwiązaniem cyfrowym jest narzędzie na potrzeby oczyszczania ścieków. Może ono wspierać ponowne wykorzystanie oczyszczonych ścieków do nawadniania w rolnictwie w czasie rzeczywistym w ramach oceny ryzyka i zarządzania zagrożeniami przewidzianych w rozporządzeniu (UE) nr 741/2020. Aby wesprzeć ponowne wykorzystanie wody w rolnictwie, zespół projektu DWC opracował również nowe rozwiązanie wykorzystujące drony oraz aplikację internetową do zarządzania zapotrzebowaniem na oczyszczone ścieki na potrzeby nawadniania w rolnictwie.
Interoperacyjność i cyberbezpieczeństwo
Aby osiągnąć semantyczną interoperacyjność między danymi, modelami i systemami, zespół projektu DWC zaproponował Europejskiemu Instytutowi Norm Telekomunikacyjnych nowe rozszerzenia ontologii, aby uwzględnić wymagania DWC i przyczynić się do rozwoju globalnych i szeroko stosowanych ontologii. „Wzbogaciliśmy również ekosystem FIWARE, dostarczając oprogramowanie w zakresie interoperacyjności semantycznej jako samodzielny komponent i kompatybilne rozwiązania”, podsumowuje Caradot. Jeśli chodzi o cyberbezpieczeństwo, projekt DWC opierał się na wynikach realizowanego w ramach programu H2020 projektu STOP-IT, który skupiał się na zwiększeniu cybernetycznej i fizycznej ochrony sektora wodnego. Więcej informacji na temat rozwiązań cyfrowych i innych działań można znaleźć na stronie internetowej projektu DWC. Kluczowe rezultaty projektu można znaleźć tutaj.
Słowa kluczowe
DWC, gospodarka wodna, rozwiązania cyfrowe, monitorowanie jakości wody, monitorowanie kanalizacji, zarządzanie oczyszczalniami ścieków, oczyszczanie ścieków, interoperacyjność, cyberbezpieczeństwo
