Sun Oct 20 2019

10 20

IoT via de waterleiding

26/10/2016

Door Bart Driessen

Vitens is al zeven jaar mee bezig met het Internet of Things. Een monitoringsysteem controleert realtime de drinkwaterkwaliteit en zorgt voor big data.


     

Als grootste drinkwaterbedrijf van Nederland is het logisch dat Vitens inzet op innovatie. In dat kader zoekt Vitens naar samenwerking met kleine en innovatieve bedrijven die oplossingen bieden met meerwaarde voor Vitens. Rik Thijssen, Manager Business Development bij Vitens: “We werken al een jaar of zes samen met Optiqua, een heel innovatief bedrijf in Enschede, aan een effectiever en sneller monitoringssysteem. Het interessante van Optiqua is dat ze sensoren ontwikkelen die toegespitst zijn op drinkwaterkwaliteit. Maar daarnaast is Optiqua sterk in het gebruik van IT; vooral waar het gaat om verzameling en analyse en interpretatie van data.”

 

Waterkwaliteit

“Waar we vooral naar kijken is een meer efficiënte kwaliteitscontrole van drinkwater. Het is algemeen bekend dat de drinkwaterkwaliteit in Nederland van een bijzonder hoog niveau is. Maar het kan altijd beter. Vooral de snelheid waarin data over de kwaliteit van water beschikbaar komt,  willen we verhogen. Momenteel wordt nog veel kwaliteitsonderzoek gedaan door middel van steekproeven die vervolgens in laboratoria worden onderzocht. De tijd die daarvoor nodig is kan variëren tussen een halve dag en twee volle dagen. De innovatie die we nu in het veld toepassen, gaat richting realtime beschikbaarheid van data; en betekent dus een enorme sprong voorwaarts. De sensor die we daarvoor toepassen is de EventLab, een nieuwe sensor ontwikkeld door Optiqua. Het is een optische sensor die variaties in de brekingsindex in water detecteert. Deze brekingsindex (RI) is een belangrijk signaal voor de waterkwaliteit. Elke verandering in de samenstelling van water, ook de kleinste, vertaalt zich direct in een andere brekingsindex. Uit de tests is gebleken dat de Eventlab elke verandering in de brekingsindex detecteert. Meten door middel van licht is een heel betrouwbare en stabiele techniek die maar heel weinig onderhoud aan de sensor vereist.”

 

Webbased applicatie

“Naast de sensor testen we EventLab Online, de bijbehorende software. Het is een webbased applicatie die meetgegevens realtime beschikbaar stelt. Optiqua gebruikt daarvoor een centrale server waar algoritmen afwijkingen kunnen waarnemen en vergelijkingen kunnen uitvoeren met verschillende data. Door de hoge snelheid waarin deze data beschikbaar komen, kan Vitens ook heel snel gerichte acties uitvoeren omdat Vitens deze data real-time kan combineren met andere sensoren en data. Bijvoorbeeld in het geval van een leidingbreuk of waterslag. Daardoor kunnen we gebruikers, die dichtbij de vervuiling wonen, heel gericht op de hoogte stellen. En onze monteurs zijn natuurlijk veel eerder op de hoogte van eventuele reparaties.“

 

Vitens Innovation Playground

Voor de uitvoering van de testen beschikt Vitens over een bijzondere testlocatie, het Vitens Innovation Playground in Leeuwarden. Dit netwerk bestaat uit een deel van het Friese waterleidingnet. Inmiddels is Vitens gestart met de realisatie van een slim leidingnet in de gehele Provincie Friesland. Met haar 9000 kilometer lange leidingnet wel de grootste testlocatie in de wereld. “Behalve de EventLab-sensoren gebruiken we in ons Friese leidingnet sensoren voor de meting van druk, flow, pH, temperatuur en waterslag. Doordat deze sensoren verspreid over de provincie staan opgesteld, leveren onze onderzoeken veel betrouwbare informatie op. En het helpt ons de bedrijfsvoering te verbeteren. Nu zien wij bijvoorbeeld direct waar er leidingbreuk optreedt. Ook al is het maar een heel kleine breuk, dan nog zien we dat meteen. Dat geldt ook voor het optreden van waterslag. Ook daarvan zien we nu heel snel de locatie en oorzaak.”

 

Intelligent drinkwaterleidingnet

Een ander resultaat van deze onderzoeken gaat richting intelligent drinkwaterleidingnet. Doordat er steeds meer elektronica wordt toegepast en er steeds meer gemeten wordt, beschikt ook Vitens over zoiets als Big data. “Net als netwerken voor gas en elektra beschikt een netwerk voor drinkwater over heel veel data. Als je deze data goed analyseert zou je het netwerk ook intelligent kunnen maken. Op die manier ontstaat er een Smart Grid. Daarom hebben we in 2015 een oproep gedaan aan data-analisten om mee te doen aan een Open Data Challenge. Dertig partijen (consultants, big data-bedrijven, ZPP’ers en studenten) hebben daar op gereageerd en 5 gigabyte aan gegevens over druk-, flow-, niveau- en waterkwaliteit geanalyseerd. Zij keken naar de mogelijkheden van deze data en de afwijkingen die deze gegevens lieten zien. We hebben uiteindelijk de gecombineerde inzending van data-analisten Anchormen en ICRIS gekozen als meest veelbelovende partij. Zij zetten krachtige en geavanceerde big data-technieken in om patronen in de complexe dataset te herkennen. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat het gedrag van een bepaalde afsluiter in het netwerk regelmatig bruin water veroorzaakt verderop in de leidingen. Door met big data-technieken dit continu te berekenen, kan Vitens de waterkwaliteit verbeteren en bruin water richting klanten voorkomen. En we kunnen klanten tijdig op de hoogte stellen. Natuurlijk is dit weer een stap verder in de richting van een ‘slim drinkwaterbedrijf’. Een ontwikkeling die voorlopig nog wel even door gaat.”