Sistema y método para identificar probables ubicaciones geográficas de anomalías en una red de distribución de agua.

Un método computarizado para determinar una o más ubicaciones geográficas estadísticamente probables de una anomalía en una región o zona de una red de distribución de agua

, comprendiendo la red de distribución de agua por lo menos una red de tuberías para entregar agua a los consumidores y una pluralidad de medidores ubicados dentro de la red de distribución de agua que incluyen una pluralidad de medidores que captan datos relacionados con la distribución del agua dentro de la región o zona de la anomalía, comprendiendo el método: recibir datos de eventos de anomalías, representando los datos de eventos de anomalías una indicación de una anomalía que ocurre o que ha ocurrido en el caudal, presión o calidad del agua suministradas dentro de una región o zona de la red de distribución de agua, derivándose los datos de eventos de anomalías de los datos de medidor generados por la pluralidad de medidores; recibiéndose los datos de eventos de anomalías desde una base de datos o por un red:

realizar una pluralidad de pruebas en los datos de eventos de anomalías diseñada cada una para determinar estadísticamente una probable ubicación geográfica de la anomalía dentro de la región o zona, produciendo la realización de cada prueba un resultado;

combinar los resultados de la pluralidad de pruebas para generar puntuaciones para las probables ubicaciones determinadas de la anomalía; y

presentar a un usuario una o más de las probables ubicaciones determinadas.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12151589.

Solicitante: TaKaDu Ltd.

Nacionalidad solicitante: Israel.

Dirección: 4 Derech Hahoresh 56470 Yahud ISRAEL.

Inventor/es: ARMON,AMITAI, SCOLNICOV,HAGGAI, LINHART,CHAIM, ZIV,RAZ.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS... > Ensayo o monitorización de sistemas de control o... > G05B23/02 (ensayo o monitorización eléctricos)

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Fragmento de la descripción:

Sistema y método para identificar probables ubicaciones geográficas de anomalías en una red de distribución de agua

Notificación de Propiedad Intelectual

Una parte de la divulgación de este documento de patente contiene material que está sujeto a protección de propiedad intelectual. El dueño de la propiedad intelectual no tiene ninguna objeción para que cualquier persona reproduzca por facsímil el documento de patente o la divulgación de la patente, como aparece en los expedientes o registros de la Oficina de Patentes y Marcas, pero por otra parte se reserva todos los derechos de propiedad

intelectual.

Campo del Invento

El campo del invento se refiere en general a la inspección de sistemas de distribución de recursos, tal como una red de distribución de agua, y a la ubicación de anomalías asociadas con la red distribuida.

Antecedentes del Invento

La Organización de las Naciones Unidas advierte que el uso del agua ha estado creciendo en el último siglo a más del doble de la velocidad de crecimiento de la población, y en un creciente número de regiones hay una escasez de agua crónica. Para 2025 dos terceras partes de la población mundial podrían estar en condiciones de estrés hídrico como resultado del crecimiento de las poblaciones. El agua, especialmente el agua potable, es esencial para todo desarrollo socio-económico y para mantener sana a una población. A medida que las poblaciones aumentan a través del globo, ellas requieren un incremento de la asignación de agua limpia para su uso, lo que tiene como consecuencia un incremento de la escasez de agua.

Un método para abordar la escasez de agua y conservar los recursos es la detección de fugas y otros eventos que ocurren en las redes de distribución de agua. Algunos expertos estiman que las pérdidas debidas a fugas y a robos ascienden a 25-30% del agua que fluye a través de las redes de distribución de agua. Por lo tanto, se puede conservar una cantidad importante de agua simplemente abordando la pérdida de agua en los sistemas que ya son controlados por el hombre.

Tradicionalmente, la detección y la ubicación de fugas han sido efectuadas usando métodos simples y directos, tales como mediciones acústicas o inspección física directa por personal de los servicios, tal como por cuadrillas en el terreno. Sin embargo, estos métodos adolecen de los inconvenientes de requerir mediciones invasivas y posiblemente trabajos de excavación, lo que puede imponer a los operadores del servicio un costo importante tanto en tiempo como en recursos.

Actualmente, existen sistemas para facilitar la detección de fugas y otros eventos anómalos que ocurren en una red de distribución de agua. Por ejemplo, algunos sistemas actuales en el mercado, tales como los sensores de redes de agua que se pueden adquirir en ABB Limited de Inglaterra, o aquellos tratados en patentes tales como las patentes de Estados Unidos Nos. 4.361.060 o 6.970.808, o la solicitud de patente de Estados Unidos No. 0247331, manifiestan que pueden detectar fugas en algunas formas de redes para entrega de recursos. Un sistema mejorado, descrito en la Solicitud de Patente de Estados Unidos No. 12/717.944, titulada SISTEMA Y METODO PARA INSPECCIONAR RECURSOS EN UNA RED DE DISTRIBUCION DE AGUA que es incorporada a la presente por referencia en su totalidad, describe varios sistemas y métodos para detectar anomalías en una red de distribución de agua, usando técnicas estadísticas para proporcionar una mayor probabilidad de exactitud que otros sistemas existentes o propuestos. Estos y otros sistemas identifican la posibilidad de fugas u otras anomalías con algunos datos generales sobre probables ubicaciones, basándose en sensores o medidores afectados.

Se puede lograr un mejor manejo de los recursos mejorando los actuales sistemas para ayudar a los operadores de la red a determinar la ubicación de anomalías detectadas previamente con más precisión, para encontrar con esto las fugas y otras anomalías de una manera mucho más rápida, a fin de confirmarlas y repararlas. Con frecuencia en un escenario típico cuando se de un aviso de una anomalía, el sistema de detección o el proceso de trabajo proporcionará una ubicación general tal como el Area del Distrito Medido (DMA) o parte de la red de distribución de agua, la cual debe ser reducida luego hasta una ubicación exacta por medios secundarios más caros, tal como una inspección realizada por una cuadrilla en el terreno. El costo de determinar tal ubicación exacta es generalmente proporcional al área o a la longitud de la red que debe ser explorada para determinar la anomalía con exactitud.

El documento US 2007/0083398 describe un sistema para gestionar el mantenimiento de una estructura de tuberías.

De este modo, existe la necesidad de sistemas y métodos mejorados para analizar mejor los datos relacionados con eventos anómalos para perfeccionar una ubicación general dada.

Reseña del Invento

Algunas o todas las deficiencias anteriores y otras en la especialidad anterior son resueltas por un método computarizado y un sistema correspondiente para determinar una o más ubicaciones geográficas estadísticamente probables de una anomalía de la que se sospecha que ha ocurrido en una región o zona de una red de distribución de agua. La red de distribución de agua está formada por una red de tuberías para entregar el agua a los consumidores y tiene medidores, a menudo muchos medidores, colocados dentro de la red de distribución de agua. Los medidores son colocados típicamente por la empresa distribuidora de agua en diversas posiciones irregulares a través de toda la red y proporcionan un conjunto incompleto de datos con respecto al caudal y a la condición del agua en el conjunto de la red. Los sensores miden cantidades tales como caudal, presión, niveles de los depósitos, acidez, turbiedad, cloración, ruido. Los medidores pueden estar colocados en el interior o al exterior de las tuberías, cerca de los dispositivos de la red, o en otras ubicaciones arbitrarias. En particular, para los fines de los inventos descritos en la presente, los medidores están colocados dentro de la región o zona de la anomalía, próximos a ésta, o en ubicaciones relacionadas hidráulicamente con ella y captan datos cuyos valores pueden ser afectados por la ocurrencia de la anomalía o por la ocurrencia de una anomalía en esa zona.

De acuerdo con algunos aspectos del invento, el método incluye recibir datos de eventos de anomalías, representando los datos de eventos de anomalías una indicación de una anomalía que ocurre o que ha ocurrido dentro de una región o zona de la red de distribución de agua. Los tipos de anomalías incluyen fugas, pérdida de presión, aumento inusitado en el consumo o en el caudal del agua, aumento de la turbiedad, cambios poco seguros o desacostumbrados en los niveles de cloro, cambios poco seguros o desacostumbrados en los niveles de pH, y lo análogo. En algunos ejemplos del método, la recepción de datos de eventos de anomalías incluye recuperar los datos de eventos de anomalías de una base de datos o recibir los datos de eventos de anomalías a través de una red. Los datos de eventos de anomalías están asociados con datos de medidor producidos por uno o más de los medidores, típicamente por lo menos por los medidores que están afectados por la anomalía o de los cuales se recibió los datos de medidor por los cuales se detectó la anomalía. Puede haber también una lista predeterminada de medidores que son relevantes para esa zona, por ejemplo, en un DMA se puede definir los medidores relevantes como todo los medidores de presión y caudal en el perímetro de ese DMA y dentro de éste. Los datos de eventos de anomalías pueden incluir también datos computados previamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método computarizado para determinar una o más ubicaciones geográficas estadísticamente probables de una anomalía en una región o zona de una red de distribución de agua, comprendiendo la red de distribución de agua por lo menos una red de tuberías para entregar agua a los consumidores y una pluralidad de medidores ubicados dentro de la red de distribución de agua que incluyen una pluralidad de medidores que captan datos relacionados con la distribución del agua dentro de la región o zona de la anomalía, comprendiendo el método:

recibir datos de eventos de anomalías, representando los datos de eventos de anomalías una indicación de una anomalía que ocurre o que ha ocurrido en el caudal, presión o calidad del agua suministradas dentro de una región o zona de la red de distribución de agua, derivándose los datos de eventos de anomalías de los datos de medidor generados por la pluralidad de medidores; recibiéndose los datos de eventos de anomalías desde una base de datos o por un red:

realizar una pluralidad de pruebas en los datos de eventos de anomalías diseñada cada una para determinar estadísticamente una probable ubicación geográfica de la anomalía dentro de la región o zona, produciendo la realización de cada prueba un resultado;

combinar los resultados de la pluralidad de pruebas para generar puntuaciones para las probables ubicaciones determinadas de la anomalía; y

presentar a un usuario una o más de las probables ubicaciones determinadas.

2. El método computarizado de la reivindicación 1, que comprende recibir los datos de medidor asociados con los datos de eventos de anomalías recibidos, y donde la realización de una pluralidad de pruebas comprende realizar por lo menos una prueba en los datos de eventos de anomalías y los datos de medidor asociados.

3. El método computarizado de la reivindicación 2, donde recibir los datos de medidor comprende recibir datos de medidor que representan el caudal o la presión del agua en la red de distribución de agua.

4. El método computarizado de la reivindicación 1, que comprende recibir datos secundarios que representan información adicional distinta de los datos de medidor acerca de la red de distribución de agua o condiciones que afectan al consumo del agua entregada por la red de distribución de agua y donde realizar las pruebas comprende realizar por lo menos una prueba en los datos de eventos de anomalías y los datos secundarios recibidos;

donde recibir datos secundarios comprende recibir datos secundarios seleccionados del grupo que comprende:

datos de mapa que representan un mapa geográfico de la red de distribución de agua;

datos históricos que representan datos de medidor pasados para los datos de medidor asociados con los datos de eventos de anomalías;

datos de reparación que representan una o más reparaciones efectuadas en la red de distribución de agua; y datos externos que representan condiciones atmosféricas u otras condiciones que afectan al consumo de agua en la red de distribución de agua.

5. El método computarizado de la reivindicación 1 donde realizar una pluralidad de pruebas comprende (a) realizar dos o más de las pruebas en paralelo con los datos de eventos de anomalías; o (b) realizar por lo menos una de las pruebas en los datos de eventos de anomalías y el resultado de otra de las pruebas.

6. El método computarizado de la reivindicación 1, donde recibir datos de eventos de anomalías comprende recibir una pluralidad de conjuntos de datos de eventos de anomalías a través del tiempo que representan una indicación de la misma anomalía que continúa ocurriendo en la red de distribución de agua en momentos diferentes y donde realizar una pluralidad de pruebas comprende realizar repetidas veces por lo menos una de las pruebas, siendo cada realización en cada uno de los conjuntos de datos de eventos de anomalías recibidos.

7. El método computarizado de la reivindicación 1, que comprende recibir los datos de medidor asociados con los datos de eventos de anomalías, incluyendo los datos de medidor uno o más valores de parámetros afectados por la anomalía, y donde realizar una pluralidad de pruebas comprende realizar por lo menos una de las pruebas comparando los uno o más valores afectados de los datos de medidor a través de una pluralidad de medidores e identificar uno de los medidores como el más afectado por la anomalía.

8. El método computarizado de la reivindicación 7, donde comparar los uno o más valores afectados de los datos de medidor comprende por lo menos uno de:

computar un aumento absoluto en los uno o más valores afectados en cada uno de los medidores en relación

con un valor predicho o esperado y comparar los aumentos absolutos a través de los medidores;

computar un aumento relativo en los uno o más valores afectados en cada uno de los medidores en relación con

un valor predicho o esperado y comparar los aumentos relativos a través de los medidores; y

computar un cambio estadístico en los uno o más valores afectados en cada uno de los medidores en relación

con un valor predicho o esperado y comparar los cambios estadísticos a través de los medidores.

9. El método computarizado de la reivindicación 7, donde los datos de eventos de anomalías representan una indicación de una fuga, y donde comparar uno o más valores afectados comprende comparar valores de caudal o de presión en los medidores.

10. El método computarizado de la reivindicación 1, que comprende recibir los datos de medidor asociados con los datos de eventos de anomalías que incluyen uno o más valores de parámetros afectados por la anomalía, y recibir datos de medidor anteriores que presentan datos proporcionados por los medidores de uno o más momentos anteriores a la ocurrencia de la anomalía que incluyen uno o más valores anteriores de los parámetros afectados por la anomalía, y donde realizar una pluralidad de pruebas comprende realizar por lo menos una de las pruebas:

computando un cambio en los uno o más valores de la diferencia entre los valores de un par de medidores conectados hidráulicamente entre sí a partir de uno o más valores anteriores o esperados de esa diferencia; determinando si cualquiera de los uno o más cambios computados es estadísticamente significativo; e Identificando la sección entre un par de medidores conectados hidráulicamente como una probable ubicación de la anomalía si se determina que el cambio en uno o más valores entre tales medidores conectados hidráulicamente es estadísticamente significativo.

11. El método computarizado de la reivindicación 10, donde recibir los datos de medidor y los datos de medidor anteriores comprende recibir valores de presión y valores de presión anteriores, respectivamente, y donde computar un cambio comprende computar una caída de presión entre uno o más pares de medidores conectados hidráulicamente y una caída de presión anterior entre los uno o más pares de medidores conectados hidráulicamente.

12. El método computarizado de la reivindicación 1, que comprende recibir datos de eventos de anomalías anteriores que representan una o más ocurrencias anteriores del mismo tipo de anomalía en la red de distribución de agua y una ubicación geográfica de cada una de las una o más ocurrencias anteriores, y donde realizar una pluralidad de pruebas comprende realizar por lo menos una de las pruebas comparando los datos de eventos de anomalías con los datos de eventos de anomalías anteriores.

13. El método computarizado de la reivindicación 12, donde comparar los datos de eventos de anomalías con los datos de eventos de anomalías anteriores comprende:

comparar estadísticamente parámetros en los datos de eventos de anomalías con parámetros correspondientes en los datos de eventos de anomalías anteriores; e

identificar la ubicación geográfica de los datos de eventos de anomalías anteriores como una probable ubicación de la anomalía si los parámetros de los datos de eventos de anomalías son similares de una manera estadísticamente significativa a los parámetros de los datos de anomalías anteriores.

14. El método computarizado de la reivindicación 13, que comprende calcular las relaciones entre cada una de la pluralidad de anomalías anteriores agrupando la pluralidad de datos de eventos de anomalías anteriores basándose en las ubicaciones asociadas de cada una de la pluralidad de anomalías anteriores, y donde identificar una probable ubicación de la anomalía comprende comparar datos de eventos de anomalías con los datos de anomalías anteriores agrupados y seleccionar una agrupación más próxima a los datos de anomalías asociados.

15. El método computarizado de la reivindicación 1, que comprende recibir datos secundarios que representan Información adicional distinta a los datos de medidor acerca de la red de distribución de agua o condiciones que afectan el consumo del agua entregada por la red de distribución de agua, y donde realizar una pluralidad de pruebas comprende realizar por lo menos una de las pruebas correlacionando los datos de eventos de anomalías anteriores y los datos secundarlos y comparando los datos de eventos de anomalías con los datos de eventos de anomalías anteriores y los datos secundarios correlacionados.

16. El método computarizado de la reivindicación 15, correlacionar lo datos de eventos de anomalías anteriores y los datos secundarlos comprende:

(a) construir una distribución de datos de ubicación geográfica o en la red de anomalías anteriores, donde Identificar una probable ubicación de la anomalía comprende analizar los datos de eventos de anomalías comparados con la distribución de datos de ubicación geográfica o en la red; o

(b) construir una distribución de datos de red de una segunda red de distribución de agua, donde identificar una probable ubicación de la anomalía comprende analizar los datos de eventos de anomalías contra la distribución de datos de la red de la segunda red de distribución de agua.

17. El método computarizado de la reivindicación 1, donde realizar una pluralidad de pruebas comprende realizar por lo menos una de las pruebas:

recibiendo un tiempo de detección de la anomalía por lo menos de uno de la pluralidad de medidores afectados por la anomalía;

recibiendo datos que indican una velocidad de propagación a lo largo de la red de la anomalía detectada; y calculando la probable ubicación de la anomalía combinando el tiempo de detección de la anomalía y la velocidad de propagación para determinar una ubicación donde las diferencias entre los tiempos de llegada medidos concuerdan con los tiempos de llegada esperados.

18. El método computarizado de la reivindicación 1, donde presentar la probable ubicación de la anomalía comprende además eliminar una probable ubicación de la anomalía comparando características de la anomalía y restricciones fijas.

19. El método computarizado de la reivindicación 18, donde las restricciones fijas se seleccionan del conjunto que

comprende datos de diámetro de tubería, datos de fallas del servicio y datos de trazado de la red.

20. El método computarizado de la reivindicación 1, donde presentar la probable ubicación de la anomalía con una puntuación asignada a la ubicación de la anomalía comprende además presentar una ruta de la red que

probablemente contenga la probable ubicación de la anomalía.

21. Un sistema computarizado para determinar una o más ubicaciones probables de una anomalía, estando dispuestas las una o más probables ubicaciones de la anomalía a través de una red de distribución de agua, comprendiendo la red de distribución de agua por lo menos una red de tuberías para entregar agua a los

consumidores y una pluralidad de medidores colocados dentro de la red de distribución de agua, estando el sistema dispuesto para llevar a cabo un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.