AI聲學(xué)工具通過 GPT-4及 Microsoft Azure 服務(wù)，能夠精準(zhǔn)定位漏水點(diǎn)，助力水務(wù)公司進(jìn)行高效修復(fù)。微軟通過全球水資源補(bǔ)給計(jì)劃，與 FIDO 等合作伙伴共同推進(jìn)技術(shù)革新，并在倫敦等地開展漏水檢測(cè)。此外，微軟參與創(chuàng)建的 Water United 平臺(tái)聯(lián)合公私部門，利用 FIDO 技術(shù)實(shí)現(xiàn)流域級(jí)水資源韌性，共同保護(hù)寶貴的水資源。

在節(jié)約用水的“戰(zhàn)役”中，漏水管道是一個(gè)難以察覺的“敵人”，它導(dǎo)致了全球平均30%的管道飲用水流失。而在某些區(qū)域，這一比例甚至高達(dá)70%。這些漏水點(diǎn)往往難以被精確定位，但一項(xiàng)創(chuàng)新的AI技術(shù)正在改變這一困境，使得漏水檢測(cè)變得更為迅速、精準(zhǔn)。

在美國(guó)鳳凰城東南部的圣坦水管區(qū)，一個(gè)醒目的白色“X”標(biāo)記著一個(gè)漏水的消防栓。這個(gè)漏水點(diǎn)的泄漏量屬于中等水平，其泄漏速率介于每分鐘三到七加侖之間。雖看似微不足道，但如此持續(xù)的泄漏量卻能累積成驚人的水量，每日的泄漏量足以滿足43戶家庭的日常用水需求。

值得注意的是，該漏水點(diǎn)并未呈現(xiàn)出任何典型的漏水跡象，既無(wú)水坑，也無(wú)在沙漠景觀中意外出現(xiàn)的綠植，更無(wú)路面塌陷。水，是從消防栓底部緩緩滲出的。

這種情況很可能要等到下一個(gè)消防栓維護(hù)周期才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，而那個(gè)周期可能長(zhǎng)達(dá)五年。

雅各布·羅杰斯，亞利桑那州最大的私營(yíng)水務(wù)公司EPCOR的部門主管

然而幸運(yùn)的是，這一漏水點(diǎn)被FIDO Tech研發(fā)的AI聲學(xué)工具提前發(fā)現(xiàn)并標(biāo)記。這款工具不僅實(shí)現(xiàn)了漏水點(diǎn)的精準(zhǔn)定位，還能根據(jù)漏水規(guī)模進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，助力水務(wù)公司高效開展修復(fù)工作。FIDO總部位于英國(guó)牛津，正攜手多家公共事業(yè)組織進(jìn)行合作，如EPCOR以及墨西哥克雷塔羅州水資源委員會(huì)，來(lái)共同推進(jìn)這一技術(shù)革新。此次合作是微軟全球水資源補(bǔ)給計(jì)劃的一部分，致力于通過優(yōu)化微軟全球運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)，包括數(shù)據(jù)中心周邊流域的水資源管理，積極推動(dòng)水資源狀況的改善。

截至2024年6月底，微軟已構(gòu)建了一個(gè)包含超過75個(gè)多元化水資源補(bǔ)給項(xiàng)目的全球投資組合。

在北達(dá)科他州的法戈市，微軟正與奧杜邦達(dá)科塔（Audubon Dakota）項(xiàng)目攜手，致力于恢復(fù)廣袤的草原棲息地；

同時(shí)與南非開普敦的一支團(tuán)隊(duì)緊密合作，控制入侵物種的蔓延，精心修復(fù)集水區(qū)。

此外，微軟還在德克薩斯州的科馬爾縣積極獲取保護(hù)地役權(quán)，助力愛德華茲含水層的補(bǔ)給與恢復(fù)。

在新墨西哥州，微軟與吉卡里拉阿帕奇部落簽訂了一項(xiàng)協(xié)議，共同致力于保護(hù)瀕危魚類物種，并顯著提升該州的水安全水平。

而在印度的卡納塔克邦，微軟則通過恢復(fù)池塘項(xiàng)目，有效提升了當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)地下水資源的可利用性。

我們還資助了一些提高用水效率、減少整體用水量的項(xiàng)目，從而增加流域和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的水資源可用性。

伊麗莎·羅伯茨，微軟水資源總監(jiān)

微軟與FIDO的合作便是其中的一個(gè)例子。自2023年起，微軟便與泰晤士水務(wù)公司簽訂了一份合同，在倫敦部分地區(qū)開展漏水檢測(cè)。此外，微軟還在倫敦舉辦的微軟黑客松活動(dòng)期間，助力FIDO提升其漏水檢測(cè)技術(shù)。FIDO的AI工具依托OpenAI的GPT-4及Microsoft Azure OpenAI服務(wù)，將聲學(xué)漏水檢測(cè)提升至全新高度。

FIDO的AI技術(shù)通過部署在水管網(wǎng)上的小型移動(dòng)傳感器來(lái)收集聲學(xué)文件，“然后，我們讓AI在全球范圍內(nèi)進(jìn)行智能分析。我們不需要知道管道的材質(zhì)、深度或尺寸，僅需讓AI技術(shù)從復(fù)雜的聲學(xué)數(shù)據(jù)中識(shí)別漏水聲。盡管水管環(huán)境嘈雜，但AI能穿透噪音，精準(zhǔn)定位漏水點(diǎn)?！盕IDO首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人維多利亞·愛德華茲（Victoria Edwards）解釋道。

FIDO還通過Water United平臺(tái)推廣其AI漏水檢測(cè)技術(shù)。Water United是由微軟與其他合作伙伴共同創(chuàng)立的新項(xiàng)目，旨在聯(lián)合科羅拉多河流域的公共和私營(yíng)部門，共同應(yīng)對(duì)水資源挑戰(zhàn)。

微軟承擔(dān)FIDO的漏水檢測(cè)費(fèi)用，而水務(wù)公司則負(fù)責(zé)漏水修復(fù)成本。羅伯茨表示，在微軟支持下所節(jié)省的水量，將根據(jù)其投資額度與檢測(cè)和修復(fù)泄漏所需總成本的比例，計(jì)入其水資源補(bǔ)給目標(biāo)中。

01漏水之患，遠(yuǎn)不止水資源浪費(fèi)

阻止市政水管漏水，不僅關(guān)乎水資源節(jié)約，更影響著水務(wù)公司所服務(wù)客戶及社區(qū)的水資源可用性。對(duì)于社區(qū)而言，漏水不僅意味著水資源的直接流失，還伴隨著巨大的維護(hù)成本，這些流失的水被稱作“非收益水”，因?yàn)樗鼈儚奈吹诌_(dá)付費(fèi)用戶的家中。然而，這筆損失的費(fèi)用最終卻需要由所有人共同承擔(dān)。

“我們?cè)趤喞Ｄ侵菔召?gòu)了一些陷入困境的水務(wù)公司，它們的水損率高達(dá)30%至40%?！盓PCOR負(fù)責(zé)亞利桑那州和新墨西哥州水務(wù)監(jiān)管的高級(jí)副總裁肖恩·布拉德福德（Shawn Bradford）坦言，“為彌補(bǔ)漏水損失，我們不得不增加40%的抽水量，以滿足從水井或水處理廠到家庭的供水需求，這無(wú)疑增加了巨大的成本，最終由所有客戶共同承擔(dān)?！?/p>

EPCOR公司已將因泄漏、損耗而未納入計(jì)費(fèi)范疇的非收益水量的比例，從27%顯著削減至約10%，這一成就很大程度上得益于FIDO技術(shù)的引入。FIDO的愛德華茲介紹，F(xiàn)IDO所提供的定制化傳感器能夠無(wú)縫貼合各類管道安裝，無(wú)論是易于觸及的地點(diǎn)、消防栓、閥門室內(nèi)，還是水龍頭附近，均能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)部署。在160平方英里的圣坦（San Tan）服務(wù)區(qū)內(nèi)，EPCOR的管網(wǎng)系統(tǒng)已配置了4554個(gè)此類尖端傳感器，這些傳感器能夠記錄一切聲音，哪怕是最低沉、最微弱的聲音也不放過。

聲音在不同介質(zhì)中的傳播方式不同，就像學(xué)校管弦樂隊(duì)中的樂器一樣：長(zhǎng)號(hào)的管道長(zhǎng)，聲音更低沉，相比之下小號(hào)的管道則更短，頻率更高。值得注意的是，最大的泄漏往往最為靜默，并且人耳難以察覺，尤其是在塑料管道環(huán)境中。

維多利亞·愛德華茲，F(xiàn)IDO首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人

長(zhǎng)久以來(lái)，公用事業(yè)公司一直依賴聲學(xué)設(shè)備檢測(cè)泄漏。FIDO技術(shù)則在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，它運(yùn)用深度學(xué)習(xí)的AI算法，精準(zhǔn)分析傳感器搜集的海量數(shù)據(jù)。這一算法已具備辨識(shí)聲音來(lái)源的能力，無(wú)論是由水管泄漏發(fā)出的，還是其他如機(jī)械運(yùn)作聲、火車轟鳴等干擾源發(fā)出的。此外，它還能準(zhǔn)確評(píng)估泄漏規(guī)模，并精確鎖定泄漏位置。FIDO技術(shù)的另一大亮點(diǎn)在于，其AI系統(tǒng)支持自然語(yǔ)言交互，極大提升了公用事業(yè)公司技術(shù)人員的操作便捷性。

EPCOR公司雖曾采用聲學(xué)泄漏檢測(cè)器，但大多數(shù)新的管道基礎(chǔ)設(shè)施都使用塑料或聚氯乙烯（PVC）材料，缺乏共振特性，這對(duì)行業(yè)而言一直是棘手難題，因?yàn)樗芰瞎艿乐械男孤┎粫?huì)產(chǎn)生金屬管道中的共鳴效應(yīng)。但FIDO能在塑料管道上實(shí)現(xiàn)這一功能。

此外，布拉德福德表示，塑料管道更適合美國(guó)西南部的土壤化學(xué)特性，在圣坦谷地區(qū)是首選材料。圣坦谷在過去三十年里發(fā)展迅速，至今仍是美國(guó)增長(zhǎng)最快的社區(qū)之一。該公用事業(yè)公司也會(huì)使用金屬管道，有些管道已有60到70年的歷史，但仍保持了良好的狀態(tài)。除了老化，管道破裂的原因有很多，例如凍融循環(huán)導(dǎo)致的地面位移。在快速發(fā)展的圣坦谷，施工區(qū)域常成為泄漏高發(fā)區(qū)。

羅杰斯指出，在采用FIDO技術(shù)前，公用事業(yè)公司依賴于使用衛(wèi)星圖像，來(lái)監(jiān)測(cè)異常植被生長(zhǎng)等水資源泄漏跡象。但植被生長(zhǎng)需時(shí)日，檢測(cè)周期較長(zhǎng)。相比之下，F(xiàn)IDO能迅速鎖定泄漏點(diǎn)。

02快速、靈活的解決方案

愛德華茲表示，F(xiàn)IDO的AI系統(tǒng)還會(huì)智能分析公用事業(yè)公司的網(wǎng)絡(luò)地圖，建議傳感器最優(yōu)部署位置，避免監(jiān)測(cè)盲區(qū)，反饋迅速并即時(shí)可用。無(wú)論是短期測(cè)試還是長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，都能夠做到游刃有余。傳感器易于移動(dòng)，可根據(jù)需要監(jiān)測(cè)管網(wǎng)的不同區(qū)域。

修復(fù)泄漏后，可在泄漏點(diǎn)兩側(cè)部署傳感器，驗(yàn)證修復(fù)效果，或監(jiān)測(cè)挖掘作業(yè)是否引發(fā)新的泄漏。隨后，這些傳感器可轉(zhuǎn)移至管網(wǎng)其他區(qū)域繼續(xù)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，F(xiàn)IDO的AI系統(tǒng)能評(píng)估泄漏水量，便于按影響程度優(yōu)先安排修復(fù)工作。

被標(biāo)記為“X”的泄漏消防栓，因密封件故障而迅速得到修復(fù)。然而，并非所有泄漏都能如此輕松解決。修復(fù)埋地管道需挖掘作業(yè)，精確定位至關(guān)重要，以避免不必要的街道、人行道或庭院破壞。這不僅能減少交通干擾，還能降低修復(fù)后的重新鋪設(shè)成本，挖掘面積越小，費(fèi)用越低。

布拉德福德分享了他在不同地點(diǎn)遇到的棘手泄漏案例，如在加拿大埃德蒙頓，布拉德福德的團(tuán)隊(duì)追蹤到一個(gè)每日泄漏1300萬(wàn)加侖水的源頭，但耗時(shí)了四天才最終找到它。埃德蒙頓作為大城市，人口眾多，天氣極端多變，增加了泄漏檢測(cè)的復(fù)雜性。泄漏點(diǎn)位于一處開發(fā)區(qū)，水是從地下滲出的，流入雨水收集系統(tǒng)，因此難以被人注意到。

相比之下，EPCOR公司在一年內(nèi)，在亞利桑那州圣坦谷發(fā)現(xiàn)250多處泄漏點(diǎn)。

修復(fù)泄漏是一項(xiàng)持續(xù)不斷的工作。FIDO的愛德華茲指出：“新泄漏層出不窮。地面沉降、施工活動(dòng)、腐蝕等環(huán)境因素均為泄漏誘因。即便微小泄漏的管道也如同蛀牙一般，它們不會(huì)自愈，而是需要被及時(shí)修復(fù)?！?/p>

管道維護(hù)工作持續(xù)不斷、永無(wú)止境的特性，正是微軟承諾與FIDO及其服務(wù)的公用事業(yè)公司，開展為期十年的AI泄漏檢測(cè)項(xiàng)目的緣由。

羅伯茨強(qiáng)調(diào)：“水資源挑戰(zhàn)復(fù)雜且嚴(yán)峻，但節(jié)約用水、最大化水資源價(jià)值的方法并不復(fù)雜，利用AI技術(shù)識(shí)別并驗(yàn)證泄漏修復(fù)情況僅是其中一例。我們很高興通過此類合作伙伴關(guān)系，擴(kuò)大我們?cè)诒Ｗo(hù)淡水資源方面的影響力?！?/p>