Het huidige sensornetwerk van IoW Flanders meet de waterkwaliteit op 50 locaties in oppervlaktewater, afvalwater en grondwater. Cruciaal is dat de meetgegevens betrouwbaar zijn om ze juist te kunnen analyseren en interpreteren. Om die kwalitatieve data te garanderen, speelt het onderhoud van het complexe sensornetwerk een sleutelrol. En dat is geen vanzelfsprekende klus.
De meetlocaties zijn gekozen in functie van specifieke use cases. Dit zijn toepassingen waar sensorische metingen toegevoegde waarde kunnen bieden, zoals verzilting opvolgen of het effect van lozingen in kaart brengen. Daarvoor moeten de sensoren betrouwbare meetgegevens leveren.
Onderhoud en opvolging gaan daarbij hand in hand, want we onderscheiden twee componenten:
1) Preventief onderhoud op regelmatige basis
2) Curatief onderhoud bij problemen of afwijkende meetwaarden, wat opvolging vereist om te detecteren.
Beter voorkomen dan genezen: preventief onderhoud
Het onderhoudsteam gaat regelmatig het terrein op om de sensoren te checken. Ze kijken de opstelling, de sensoren zelf en de zenderapparatuur na en maken die schoon.
Daarnaast voeren ze af en toe ook controlemetingen uit om de kwaliteit van de metingen te evalueren en te zien of ze misschien gekalibreerd moeten worden.
Hoe vaak we een preventief onderhoud moeten uitvoeren, hangt af van een aantal factoren.
De belangrijkste zijn:
1. Foulinggevoeligheid van de sensor
Fouling betekent dat vuildeeltjes blijven kleven aan de sensor. Sommige sensoren hebben daar meer last van dan andere: een temperatuursensor blijft bijvoorbeeld prima werken met vuildeeltjes, terwijl vuil wel nefast is voor sensoren die werken met membranen. Ook het ontwerp van de sensor speelt een rol, bijvoorbeeld wanneer er kleine gaatjes in zijn die verstopt kunnen raken. Hoe meer kans op fouling, hoe vaker de sensor dus onderhouden moet worden.
2. Driftgevoeligheid van de sensor
Drifting betekent dat de meetwaardes geleidelijk aan afdrijven en dus langzaam maar zeker steeds sterker afwijken. Dit kunnen we bijvoorbeeld testen in water waar we parameters (bv. zoutgehalte) constant houden; dan zouden de metingen ook constant moeten zijn. Bij een driftgevoelige sensor is dat niet het geval en wijken de waardes af na verloop van tijd. Hoe meer kans op drifting, hoe vaker de sensor dus onderhouden moet worden.
3. Vervuilingsgevoeligheid van de meetlocatie
Sensoren die in afvalwater bij een rioolwaterzuiveringinstallatie geplaatst zijn, hebben vaker onderhoud nodig dan sensoren in bijvoorbeeld oppervlaktewater.
4. Autonomie van de sensor en de zenderapparatuur
Hoe lang de sensor autonoom kan werken hangt af van de levensduur van de batterijen. Hoe sneller de batterijen plat zijn, hoe vaker ze moeten worden vervangen en hoe vaker de sensor dus onderhouden moet worden.
Brandjes blussen: curatief onderhoud
Naast de geplande onderhoudsmomenten, moeten we soms ook onverwachts ingrijpen. Dat gebeurt bijvoorbeeld als we afwijkende of onwerkelijke meetwaarden zien. Ook detecteren we soms andere problemen zoals een foutmelding, nulmetingen of een uitval door bijvoorbeeld een defect of vandalisme.
Om te kunnen detecteren wanneer we actie moeten ondernemen, speelt de datatransmissie een belangrijke rol. Zonder een goede doorstroming, is er geen opvolging en dus ook geen probleemdetectie. Daarom zetten we in op (near) real-time datatransmissie van de sensoren van alle partners (VITO, De Watergroep, Aquafin en de Vlaamse Milieumaatschappij). Zo kunnen we de metingen veel sneller opvolgen dan in geval van periodische uitlezing of transmissie van datalogfiles bijvoorbeeld wekelijks of maandelijks.
Voor een performante opvolging is automatisatie van het opvolgingsproces cruciaal. Ook hier zijn er verschillende niveaus van complexiteit. Het gaat van eenvoudige checks, zoals nulmetingen of geen metingen over enkelvoudige en gecombineerde drempelwaarden tot statistische algoritmes om uitschieters te detecteren.
Gestructureerd samenwerken en registeren voor betrouwbare meetgegevens
Omdat het sensornetwerk van Internet of Water Flanders de jongste tijd gegroeid is, wordt het onderhoud nu uitbesteed aan ervaren onderaannemer Hemmis. Ze nemen zowel het preventieve als het curatieve onderhoud voor hun rekening, terwijl projectpartner VITO de onderhoudstaken superviseert.
Om het onderhoud van het Internet of Water Flanders sensornetwerk zo efficiënt mogelijk te laten verlopen, hebben we projectprotocollen uitgewerkt. Verder moeten onderhoudsactiviteiten en metingen tijdens onderhoud gestructureerd geregistreerd worden. Op basis van die online registraties kunnen de gegevens van onderhoudsactiviteiten automatisch verwerkt worden om de metingen te valideren. Onderhoudsperiodes kunnen zo ook gemarkeerd worden in de dataset om als filter toe te passen zodat we betrouwbare meetgegevens kunnen afleveren.
