Services d'eau de Washington D.C. : Analyse simplifiée de l'inspection des conduites d'égout

Réduisez les coûts, optimisez les travaux d'entretien et améliorez le service à la clientèle.

Vue d'ensemble :

  • Les services d'eau de Washington D.C. distribuent de l'eau potable et collecte et traite les eaux usées pour plus de 672 000 habitants et 17,8 millions de visiteurs annuels du district de Columbia.

  • Les services d'eau de Washington D.C., en collaboration avec Wipro, a développé Pipe Sleuth afin d'automatiser le processus d'identification, d'annotation, de notation de l'état des conduites et de création de rapports sur les défauts des conduites. L'optimisation de Pipe Sleuth, combinée aux processeurs Intel® Xeon® Scalable et à la Distribution Intel® du kit d'outils OpenVINO™, a permis d'accélérer les délais de mise en marché, de réaliser des économies de coût des analyses et de consacrer davantage de dépenses aux améliorations des infrastructures.

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Sommaire exécutif

L'intelligence artificielle (IA) permet aux services publics d'accélérer l'analyse des vidéos d'inspection des conduites d'égout, tout en assurant la précision. Cela permet à leur main-d'œuvre de prendre des décisions judicieuse concernant l'entretien au lieu de réaliser des inspections de routine. Les autres avantages comprennent la réduction des coûts, du taux d'erreurs et du nombre de perturbations de service.

Afin de réduire les difficultés associées au déploiement de l'IA, les services publics peuvent faire appel à des fournisseurs de solutions spécialisés dans les défis de ce domaine. Les services d'eau de Washington D.C. ont fait appel à Wipro, un fournisseur de services informatiques et membre du programme Intel® AI Builders possédant une grande expertise dans les secteurs des services publics et de la vision par ordinateur, de l'apprentissage automatique et de technologies connexes.

Réseaux d'assainissement : des kilomètres de difficultés

L'entretien des conduites d'égout est un type d'assurance contre les perturbations de service futures. Dans le cadre d'une analyse des coûts/avantages, les services publics cherchent à réduire à la fois les ruptures de conduites et les coûts d'inspection.

Cela est essentiel compte tenu des kilomètres de conduites enterrées sous les villes. Par exemple, près de 3 000 kilomètres de conduites d'égout sont enterrés sous Washington, D.C.1 Ses plus de 701 000 habitants et près de 20 millions de visiteurs annuels comptent sur les services d'eau de Washington D.C. (District of Columbia Water and Sewer Authority) pour collecter et traiter les eaux usées.2

Le réseau d'assainissement remonte à 1810 et comporte des conduites fabriquées en différents matériaux, y compris en brique et en béton, en grès vernissé, en béton armé et en fonte.

Ces types d'infrastructures sont courants dans tous les États-Unis et dans d'autres pays. Il est donc essentiel que les services publics veillent à ce que le réseau d'assainissement reste opérationnel, car l'évacuation des eaux usées est une attente que les clients tiennent pour acquise.

L'inspection standard est un processus lourd

L'inspection régulière des conduites d'égout souterraines permet aux services publics de prioriser les tâches d'entretien afin d'éviter les fuites, les ruptures et les blocages. Une inspection standard est constituée d'activités manuelles difficiles qui prennent du temps. Dans une méthode courante, un opérateur guide à distance un robot équipé d'une caméra pour enregistrer une vidéo des conduites d'égout souterraines. L'opérateur utilise l'enregistrement vidéo pour produire un journal d'inspection et un rapport sommaire, signalant les anomalies ou problèmes ainsi que leur emplacement.

Le personnel de contrôle qualité vérifie ensuite l'exactitude des enregistrements vidéo et des rapports. Avec des milliers de kilomètres de conduites et des heures de vidéo à regarder en temps réel, c'est un processus sans fin. La fatigue, la distraction et les différences d'opinion concernant la priorisation des tâches d'entretien ou de réparation peuvent mener à des erreurs.

De plus, il n'est pas rare que les services publics utilisant cette méthode attendent au vendredi en fin de journée pour évaluer les rapports de la semaine courante avant d'émettre des ordres de travail pour la semaine suivante. Cela peut vous entraîner des accumulations de travail. Les accumulations de travail peuvent entraîner des retards. Les retards peuvent entraîner des réparations d'urgence.

Cela a donc motivé les entreprises de services publics à rechercher des moyens d'accroître l'efficacité du processus d'inspection des conduites.

Automatiser l'inspection des conduites d'égout avec l'IA

Les services d'eau de Washington D.C. ont cherché une solution qui automatiserait et pourrait accélérer l'inspection vidéo des conduites tout en maintenant la précision.

L'équipe de direction de l'entreprise a rencontré ses partenaires de Wipro, une société possédant une grande expérience dans l'automatisation, l'IA, l'analyse et d'autres technologies. Les deux organisations ont apporté les connaissances de leur propre domaine et ont collaboré sur le développement d'une solution qui éliminerait l'examen et la classification manuels du balayage vidéo des conduites d'égout.

Leur objectif : optimiser l'entretien de l'infrastructure afin de gagner du temps, d'améliorer l'efficacité et de réduire les coûts. L'automatisation de l'analyse et de la création de rapports sur les vidéos d'inspection des conduites d'égout pourrait contribuer à atteindre cet objectif.

Les services d'eau de Washington D.C. et Wipro ont collaboré au développement de Pipe Sleuth

Les services d'eau de Washington D.C. ont appliqué leur expertise dans la qualification de la sévérité des anomalies pour créer des rapports exhaustifs pouvant s'intégrer facilement au flux de travail existant.

Wipro a combiné ses robustes compétences concernant le traitement des signaux numériques (DSP) (dans les domaines du traitement des images et de la vidéo et de la vision par ordinateur) aux technologies de l'IA et de l'apprentissage automatique pour résoudre des problèmes commerciaux.

Les antécédents de la société comprennent une grande expérience dans l'intégration de systèmes informatiques, tant dans les secteurs public que privé. Cela comprend des entreprises d'approvisionnement en eau appartenant au gouvernement, ainsi que des entreprises de distribution de gaz et d'énergie des États-Unis et du reste du monde. En fournissant à la fois une expertise technologique et sectorielle, Wipro a contribué à la transformation numérique des services d'eau de Washington D.C. et à tourner les capacités et les renseignements du service public en solution pratique.

Appliquer la vision par ordinateur à l'inspection des égouts

La solution Pipe Sleuth automatise le processus d'identification, d'annotation et de notation de la condition des conduites, ainsi que la création de rapports sur les défauts que présentent les conduites, en utilisant des normes qui répondent aux exigences du programme PACP (Pipeline Assessment Certification Program). Ces critères ont été établis par la NASSCO (National Association of Sewer Service Companies).

« Nous utilisons Pipe Sleuth pour inspecter notre réseau d'assainissement. C'est une solution novatrice qui accroît de manière importante la productivité des inspections et qui réduit considérablement les coûts tout en améliorant le taux de détection global des défauts. La possibilité d'exécuter Pipe Sleuth sur nos plateformes Intel existantes a constitué un avantage supplémentaire. » - Tom Kuczynski, vice-président des technologies de l'information, services d'eau de Washington D.C.

La solution contient un ensemble de données provenant de 26 600 images annotées extraites de vidéos d'inspection de conduites. Un modèle de machine learning construit à partir de ces images a été formé à l'aide de TensorFlow* et optimisé avec la distribution Intel® du kit d'outils OpenVINO™ pour l'inférence.

Cette formation permet à Pipe Sleuth de comparer de nouvelles vidéos d'inspection de conduites à des anomalies établies. La solution peut rapidement détecter des anomalies et éliminer la nécessité d'un examen manuel et d'une notation des balayages vidéo des conduites souterraines (voir figure 1).

Figure 1. Exemples d'anomalies et d'images annotées obtenues à l'aide de la solution Pipe Sleuth.

Pipe Sleuth crée alors un rapport d'inspection exhaustif qui peut être intégré aux systèmes de gestion d'actifs couramment utilisés pour automatiser l'émission de bons de travail d'entretien. Pipe Sleuth peut également communiquer avec des logiciels d'information géographique qui peuvent cartographier précisément les endroits où des tâches d'entretien doivent être réalisées. Le logiciel permet également de trouver et de visualiser facilement les séquences spécifiques des vidéos d'inspection de conduites.

En plus de l'optimisation de la solution lui permettant de fonctionner avec la Distribution Intel du kit d'outils OpenVINO, Wipro l'a également optimisé pour les processeurs Intel® Core™ i5 et i7, ainsi que pour les processeurs Intel® Xeon® Scalable. Cela a permis à la solution d'obtenir des gains de 32, 55 et 77 pour cent respectivement3.

Les délais d'inférencement ont également été améliorés avec une réduction pouvant atteindre 80 pour cent sur des processeurs Intel® Xeon® utilisant le kit d'outils OpenVINO, sans perte de précision importante du modèle4. Cette optimisation constituait un avantage important pour les services d'eau de Washington D.C., qui avait déjà investi dans des serveurs équipés de processeurs Intel®.

Le résultat : une solution qui peut réaliser des inférences d'images en temps réel, permettant d'améliorer l'efficacité, la régularité et la précision des inspections de conduites.

De plus, Pipe Sleuth améliore la surveillance à long terme en stockant les données et les métadonnées des conduites. Cela permet d'examiner les antécédents de problèmes spécifiques et de leur emplacement, d'établir un calendrier d'entretien ou de réparation et de comparer les conditions antérieures aux conditions présentes.

Avantages de Pipe Sleuth

Pipe Sleuth peut aujourd'hui détecter 50 anomalies ciblées de l'infrastructure d'assainissement. Wipro prévoit de prendre en charge d'autres anomalies dans le cadre de la feuille de route du produit, ce qui augmentera sa valeur commerciale.

Permet de gagner du temps

10 minutes pour analyser 60 minutes de vidéo d'inspection et pour produire un rapport, au lieu d'une heure et quinze minutes pour le réaliser manuellement5.

Réduit les coûts de balayage

Permet d'économiser jusqu'à 50 pour cent du coût de la détection d'anomalies, ce qui permet aux entreprises de services publics de dépenser moins en tâches d'entretien et davantage en amélioration des immobilisations6.

Offre une grande précision

Atteint une précision de 90 pour cent tout en éliminant les erreurs humaines dues à la fatigue et à la distraction, et améliore la fiabilité des détections à hauteur de 20 pour cent6.

Accroît la disponibilité des experts

Permet au personnel de se concentrer sur des problèmes complexes en utilisant l'IA pour réaliser des inspections de routine.

Optimise les décisions d'entretien

Améliore le processus, ce qui permet aux équipes d'entretien d'intervenir aux endroits prioritaires.

Réduit les perturbations

Accélère l'analyse et la priorisation, ce qui permet de réaliser des tâches d'entretien avant que des réparations soient nécessaires.

Améliore le service à la clientèle et la sécurité

Démontre l'engagement de la société auprès des clients en réduisant la fréquence des réparations et des coupures et les dommages pouvant affecter le réseau routier, les propriétés publiques et privées et l'environnement.

Rentabilité de l'investissement

Les services publics peuvent bénéficier d'un RSI pouvant atteindre 350 pour cent sur trois ans6.

Lancez-vous dès aujourd'hui

Pour en savoir plus, téléchargez le livre blanc : Pipe Sleuth avec inférence optimisé pour les processeurs Intel®

Écoutez une discussion podcast sur Pipe Sleuth avec Deepak Dinkar, directeur principal de la gestion chez Wipro, et Emily Hutson, responsable principale du marketing produit, AI Products Group, Intel Corporation.

Pour en savoir plus sur les autres solutions d'IA Wipro, contactez Deepak Dinkar à deepak.dinkar@wipro.com

Pour des questions liées à Pipe Sleuth, contactez sales.pipesleuth@wipro.com et Thomas.Kuczynski@dcwater.com.

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Infos sur le produit et ses performances

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5Podcast : Solutions d'IA Wipro de la périphérie au centre de données équipées de technologies Intel – Intel sur l'IA, épisode 39