Onderzoek naar voorspellende kennisregels

Grip op de conditie van het ondergrondse leidingnet

Onderhoud aan het 14.000 kilometer lange leiding­net van Evides gebeurt steeds meer op basis van geavanceerde data-analyse. Zo is het mogelijk om te anticiperen op de toekomst en problemen te voor­komen. Om meer inzicht te krijgen in de conditie van het leidingnet en daarmee de prestaties te waarborgen, zette Evides binnen Novie het onder­zoeks­project FACTS (‘Failuremechanism Calibration Tool SALMI’) op.

Is het mogelijk een betere inschatting te maken van de restlevensduur van leidingen, afsluiters, brandkranen en aansluitleidingen? Dat was één van de belangrijkste onder­zoeksvragen van het FACTS-team. “Het doel was om beter te begrijpen waarom een storing ontstaat en wat de kans is dat die storing onder specifieke omstandigheden optreedt”, vertelt onderzoeksleider Peter Schaap.

De rol van omgevingsfactoren

Na een storing bepalen welk mechanisme het falen heeft veroorzaakt, is in veel gevallen mogelijk. Het voorspellen van storingen aan de hand van kennisregels is daarentegen veel complexer. Dat komt omdat het lastig is om kennis­regels te kwantificeren en te gebruiken in het SALMI-systeem van Evides. Met SALMI kan op basis van (historische) data het optimale moment van vervanging worden bepaald. Schaap: “Grofweg kijken we naar drie factoren. Allereerst het materiaal. We hebben leidingen van diverse materialen, waaronder asbestcement, PVC en PE. En die leidingen hebben weer verschillende diameters en wanddiktes. Daarnaast speelt de kwaliteit van de verbindings­onderdelen een rol. Binnen FACTS is ook gekeken naar de omgevingsfactoren. Ons vermoeden is dat de omgeving voor een belangrijk deel bepaalt hoe lang een leiding meegaat. Een van die omgevingsfactoren betreft de werkzaamheden die plaatsvinden. “Dan kan er grondzetting optreden. Dat gebeurt meestal niet direct, maar dit proces kan weken tot maanden in beslag nemen. Na verloop van tijd kan er door de grondzetting meer spanning op de leiding komen te staan en treden er storingen op”, aldus Schaap.

Verschilzettingskaart op basis van satellietmetingen. Met rood staat aangegeven waar de bodem snel daalt.

‘We hebben leidingen van diverse materialen, waaronder asbestcement, PVC en PE. En die leidingen hebben weer verschillende diameters en wanddiktes.’

Satellietbeelden

Dankzij de nauwe samenwerking in de ondergrond met gemeenten en andere netbeheerders (Klic-procedure), is Evides bekend met alle geplande graafwerkzaam­heden die er nabij leidingen plaatsvinden. Maar informatie over de precieze geografische locatie en starttijden van werkzaam­heden ontbreekt vaak. “Daarom hebben we Orbital Eye ingezet, waarmee we op basis van satellietdata monitoren of er in de buurt van onze leidingen veranderingen plaatsvinden. Is er ergens geheid of gegraven, dan krijgen we daar melding van. Op die manier konden we maanden­lang storingen onderzoeken waarvan we in eerste instantie dachten dat die spontaan waren ontstaan. Onze conclusie is dat bij maar liefst 40% van die storingen er in het voor­gaande half jaar in de buurt werkzaamheden plaatsvonden. Dan is de volgende stap natuurlijk dat je inzichtelijk moet maken wat er dan ondergronds gebeurt.”


Een andere methode die is onderzocht is het verzamelen van gegevens met behulp van een exit-beoordeling, een inspectie die plaatsvindt zodra een deel van het leidingnet wordt vervangen. Schaap: “Monteurs vullen een vragenlijst in als ze een storing oplossen. Een deel van de vragen is eenduidig te beantwoorden. Bijvoorbeeld om welk onder­deel het gaat en welk materiaal er is gebruikt. Andere vragen moeten worden geïnterpreteerd. Is er bijvoorbeeld sprake van externe belasting? Dit leidt tot een subjectieve beantwoording van sommige vragen, waardoor de data­kwaliteit beperkt is qua uniformiteit en daarmee niet bruikbaar is voor het opstellen van kennisregels.


De komende jaren gaan we ook verder onderzoek doen naar leidingen die in principe nog niet aan het einde van hun levensduur zijn. Door de aanleg van warmtenetten en grote infrastructurele projecten komt het steeds vaker voor dat we leidingen uit de grond halen die anders misschien nog wel 30 jaar hadden meegekund. Het nauw­gezet onder­zoeken van die leidingen kan een goudmijn aan data opleveren. Je moet dan heel goed registreren hoe de leiding heeft gelegen, wat lag er nog meer in de buurt, in wat voor soort grond lag de leiding, hoe zit het met het grondwater? Vervolgens ga je de degradatie van de leiding onderzoeken in het lab en kunnen we testen of onze voorspellingen van de conditie – op basis van historische gegevens – correct zijn. In Onward, het vervolg op het Novie-programma, gaan we daar verder mee aan de slag.”

Nauwkeuriger voorspellen

Een van de belangrijkste opbrengsten van het FACTS-onderzoek is dat nieuwe curves zijn opgesteld die de storingsfrequentie van de leiding in de tijd beschrijven (regressie­curves). Het FACTS-team kan deze curves inmiddels uitdraaien voor verschillende leidinggroepen. Op basis van die curves ontstaat een beeld van het te verwachten storingsgedrag van het leidingnetwerk en hoe zich dat in de toekomst zal ontwikkelen. Voorheen kostte het veel tijd en moeite om die curves uit te draaien en data toe te voegen. Inmiddels is dat gestandaardiseerd en kan Evides recente storingsdata van de afgelopen maanden simpelweg toevoegen om de voorspellingen te verbeteren. “Dit helpt ons enorm in het beheer van het leidingnet (assetmanagement). Daarbij probeer je drie dingen in balans te brengen: prestaties, risico’s en kosten. Zie het als onderhoud aan je huis. Niemand wil onnodig geld uitgeven aan onderhoud. Maar als je jarenlang niets doet, dan kun je ineens geconfronteerd worden met bijvoorbeeld een lekkend dak en hele hoge kosten. Met FACTS krijgen we vooraf waardevol inzicht in de conditie van onze assets. Hoe betrouw­baarder onze voor­spellingen, hoe minder onze klanten last hebben van storingen en hoe beter we iedere euro kunnen besteden aan het beheer van ons leidingnetwerk”, besluit Schaap.