DC Water : analyse d'une inspection de conduite d'égout rationalisée

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

En bref :

  • DC Water distribue 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.

  • DC Water, 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. Le Pipe Sleuth optimisé, équipé de processeurs Intel® Xeon® Scalable et d'une distribution Intel® du kit d'outils OpenVINO™, a permis d'accélérer les délais de mise sur le marché, de réaliser des économies de coût sur les analyses et de dépenser davantage en améliorations apportées aux immobilisations.

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Synthèse
L'intelligence artificielle (IA) permet aux services publics d'accélérer l'analyse des vidéos d'inspection des conduites d'égout, tout en produisant des analyses précises. Cela permet à leur main-d'œuvre de prendre des décisions opportunes 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 possédant de l'expérience dans les difficultés qui affectent ce secteur. DC Water a 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, du Machine learning 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 de l'analyse 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 de tous les 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 DC Water (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.

Une inspection standard est un processus lourd
L'inspection régulière des conduites d'égout souterraines permet aux services publics de hiérarchiser les tâches d'entretien qui peuvent 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 hiérarchisation 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 la fin de la semaine pour évaluer les rapports de la semaine avant d'émettre des bons de travail pour la semaine suivante. Cela peut vous entraîner des arriérés de travail. Les arriérés de travail peuvent entraîner des retards. Les retards peuvent entraîner des réparations d'urgence.

Cela a 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
DC Water a cherché une solution qui automatiserait et pourrait accélérer l'inspection vidéo des conduites tout en conservant leur précision.

L'équipe de direction de l'entreprise a rencontré ses homologues 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.

DC Water et Wipro ont collaboré au développement de Pipe Sleuth
DC Water a appliqué son expertise dans la qualification de la sévérité des anomalies pour créer des rapports exhaustifs pouvant s'intégrer facilement à son 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 machine learning 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 de DC Water 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'utiliser Pipe Sleuth sur nos plates-formes de technologie Intel® existantes représentait un avantage supplémentaire. » —Tom Kuczynski, vice-président, Technologie de l'information, DC Water

La solution contient un ensemble de données de 26 600 images annotées extraites de vidéos d'inspection de conduites documentées. 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 les problèmes de qualité et éliminer la nécessité d'un examen manuel et d'un codage des balayages vidéo de conduites d'égouts 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 récupérer et d'utiliser facilement des scènes 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 DC Water, 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, ce qui permet 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 hiérarchisation, 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 ROI pouvant atteindre 350 pour cent sur trois ans6.

Lancez-vous
Pour en savoir plus, téléchargez le livre blanc : Pipe Sleuth avec inférencement optimisé sur des processeurs Intel®

Écoutez une discussion podcast sur Pipe Sleuth avec Deepak Dinkar, Senior Practice Manager chez Wipro, et Emily Hutson, Senior Product Marketing Manager, 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 les questions liées à Pipe Sleuth, contactez-nous à sales.pipesleuth@wipro.com et à Thomas.Kuczynski@dcwater.com

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Avis et avertissements

Les fonctionnalités et avantages des technologies Intel® dépendent de la configuration du système et peuvent nécessiter du matériel et des logiciels compatibles et l'activation de certains services. Les performances varient d'une configuration à une autre. Aucun ordinateur ne saurait être totalement sécurisé. Consultez le constructeur ou le revendeur de votre ordinateur.vous pouvez consulter le site https://www.intel.fr pour en savoir plus. // Les logiciels et charges de travail utilisés dans les tests de performance ont peut-être été optimisés uniquement pour les microprocesseurs Intel®. Les tests de performance tels que SYSmark* et MobileMark* portent sur des configurations, composants, logiciels, opérations et fonctions spécifiques. Les résultats peuvent varier en fonction de ces facteurs. Pour l'évaluation d'un produit, il convient de consulter d'autres tests et d'autres sources d'information, notamment pour connaître le comportement de ce produit avec d'autres composants. Pour des informations plus complètes, visitez https://www.intel.fr/benchmarks. // Les résultats de performances s'appuient sur les tests réalisés aux dates indiquées dans les configurations et peuvent ne pas refléter toutes les mises à jour de sécurité disponibles. Pour obtenir plus de détails, veuillez lire les informations de configuration. Aucun produit ou composant ne saurait être totalement sécurisé. // Les scénarios de réduction de coûts décrits sont fournis à titre d'exemples montrant comment un produit de technologie Intel® donné, dans les circonstances et configurations spécifiées, peut affecter les coûts futurs et entraîner des économies de coûts. Les circonstances peuvent varier selon les cas. Intel ne garantit aucun coût ni réduction de coûts. // Intel ne maîtrise et ne vérifie pas les bancs d'essai cités ici ou sur les sites Web mentionnés en référence. Vous êtes invité à consulter vous-même ces sites Web et à vérifier l'exactitude des données. // Dans certains cas, les résultats ont été estimés ou simulés à l'aide d'une analyse, d'une simulation ou d'une modélisation d'architecture réalisée en interne par Intel et sont mentionnés à titre indicatif. Toute différence matérielle, logicielle ou de configuration du système peut avoir une incidence sur vos performances effectives.

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