WATERGRID. Obbiettivi Modellazione, ottimizzazione, simulazione e controllo di reti idriche urbane

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1 IBM Intelligent Water Progetto WATERGRID [MIUR PON01_01596 ] Gennaio IBM Corporation

2 WATERGRID Progetto di ricerca industriale (MIUR PON ) Durata Ottobre 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

3 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 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) (*) Water Grid Modeling Optimization and Simulation - Software assets developed and owned by the Rome Smart Solutions Lab

4 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

5 WGMOS Server Rete Idrica Demo 2013 IBM Corporation 5

6 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

7 WGMOS Server Bilancio Idrico 2013 IBM Corporation 7

8 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

9 WGMOS Server Profili di riferimento dinamici 2013 IBM Corporation 9

10 WGMOS Server Simulazione di Rotture temporanee [1] 2013 IBM Corporation 10

11 WGMOS Server Simulazione di Rotture temporanee [2] 2013 IBM Corporation 11

12 WGMOS Server Simulazione di Rotture temporanee [3] 2013 IBM Corporation 12

13 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.

14 WGMOS Studio Creazione dal GIS del modello GMOS

15 WGMOS Studio Visualizzazione e modifica delle rete idrica 2013 IBM Corporation 15

16 WGMOS Studio Posizionamento ottimale dei sensori 2013 IBM Corporation 16

17 WGMOS Studio Partizionamento ottimale in distretti 2013 IBM Corporation 17

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