地下水管的水柱衝破人孔蓋,飛濺到來往的車輛與行人,是電影裡滑稽而少見於現實的光景,但倘若真的發生管線破裂,要如何準確追溯源頭加以關閉止漏?扭開龍頭卻發現自來水黃濁,無法裝盛煮沸飲用,又該如何分析可能是哪一段水管所致?
過去自來水管維運需靠大量人力耗時費工,或管線圖資繁多查找不易,難以觀覽全系統性的設施樣態,若能將自來水管網改以空間數位化、管理視覺化的查詢分析,便能迅速鎖定水壓或流量有異的管線,精準解決供水問題。為有效運用水資源並控管優良水質,臺北自來水事業處(簡稱:北水處)自2017年起攜手台灣世曦工程顧問股份有限公司(簡稱:台灣世曦),建構「臺北自來水智慧化資訊管理系統」(Water Intelligent System of Enterprise,簡稱:WISE系統),整合空間資訊,將自來水管圖資數位化,2020年起進入第二期計畫工作,將數位圖資導入管線設備模型中,執行即時水理分析與應用。歷時七年光蔭,總算讓智慧自來水管網得以實踐,促進大臺北地區600多萬戶用水資源可永續發展。
竭心爬梳管網圖資,往返校正水理模型
籌劃系統的空間資訊是建構水理模型的第一要務,但匯集資料、繪測與對比圖資正是最耗費心力的階段。台灣世曦地理空間資訊部許家成副理說明,因管線圖資使用工具相異,或是繪製年代不盡相同,在拼接不同圖片邊緣時,管線無法連貫,許多圖都得一張張檢視。然圖片數據量高達幾百萬筆,光憑人力無法處理建檔工作,須透過軟體運算搜尋、對比圖資、銜接管線,並整合北水處23個既有線上系統,用三年的時間才建立出400多萬筆以上的管線設施三維資料庫,完成第一期計畫。
有了圖資數據做為基礎,就能將其加入「臺北自來水智慧化資訊管理系統」,結合即時監控資訊,形塑水理分析管網擬真模型,朝向第二期WISE 2.0計畫目標。北水處范煥英處長分享實地驗證狀況,最初將模型自動繪製的內湖區水管網絡與擬真水理分析,實際比對於現場量測的水壓及流量等數據,結果大多相符,展現卓越成效。在不斷的測試、驗證與校正後,已可代替現場人工估測程序,為內湖區自動建模出的312公里水管資料,能夠省去兩年八個月的作業人力。
即時掌握水理資訊,危機預警利於制策
自來水智慧化管理系統除了大幅提高作業效能,梳理彙整了23個部門的圖資需求,更消解了過去不同單位間的資訊隔閡,在系統戰情平台可立即掌握、分析評估水理資訊。施工或大規模停水時,若水管壓力、流量調整不當,容易引發斷水或水污染風險,現在平台即可進行線上擬真,推演操作實際情形,自動繪製臨時性停水範圍,詳列受影響用戶,可以讓水理工程更加安全圓滿、穩定水處服務品質。
WISE系統亦能用大數據統計分析過去歷史資料,建構24小時監控預警值,當水理數據異常時即刻顯示於地圖上,以便監控中心人員了解影響範圍、規劃對策,降低災害風險。倘若發生爆管或漏水情事,AI智能停水可自動分階段關閉制水閥,確保用水安全。
智慧優化城市韌性,全球永續潔水資源
台灣世曦承攬北水處的「自來水管網水理模型建置應用及工程維運等系統擴充」建置成果深獲肯定,例如2020臺北市傑出資訊創新獎冠軍、2022年智慧臺北創新獎特優,以及第15、18屆金圖獎最佳應用系統獎等殊榮。日前台灣世曦亦將水理模型與維運系統的建置經驗,透過亞洲開發銀行的知識分享研討會(Knowledge Sharing Semiar)推廣至東南亞國家,盼能助益國際上從事水資源管理的相關單位,為實現聯合國永續發展目標(Sustainable Development Goals)貢獻一己之力。
北水處自來水網尚有七個分區水理模型待建置,未來仍有一段長遠的路要走,如何培訓相關人才、傳遞經驗,持續提升系統功能,並與時俱進結合AI領域應用,是當前的理想與目標。期盼北水處WISE系統能持續精進,實踐水資源利用永續發展的願景,將臺北打造為韌性城市。
(圖片來源:台灣世曦提供)