Faalkansmodel voor asset management van persleidingen – Fase 2

Samenvatting project

In 2016 hebben TNO en Rotterdam het initiatief genomen voor de ontwikkeling van een faalkansmodel voor asset management van persleidingen. Vanwege het innovatieve karakter is dit traject opgedeeld in drie fasen:
Fase 1. Proof of principle: ontwikkelen 1e versie faalkansmodel en aantonen dat dit leidt tot een werkbaar principe. Deze fase is succesvol afgerond in 2019.
Fase 2. Proof of concept: Doorontwikkeling in 2e versie faalkansmodel, waarbij het model in conceptueel opzicht compleet wordt gemaakt door een combinatie van verbreden (toevoegen ontbrekende faalmechanismen) en verdiepen (meenemen informatie uit inspecties). In deze fase is het traject op dit moment. In deze fase wordt ook gewerkt aan het beter beschikbaar krijgen van inspectiegegevens en de ontsluiting van deze gegevens in een database.
Na afloop van fase 2 is het faalkansmodel gereed om te worden geïmplementeerd in fase 3 Proof of Producibility, de koppeling van het faalkansmodel aan bestaande asset management systemen en een concept voor de user interface (demonstratie userinterface).
Het faalkansmodel maakt het mogelijk om risicogestuurd asset management van persleidingen te bedrijven, gebruikmakend van gevalideerde fysische en statistische modellen. Daarmee wordt besluitvorming over vervanging en renovatie van persleidingen ondersteund.

Doel van het project

De doelstelling van de Proof of Concept fase is om door middel van een werkend model te demonstreren dat de faalkansbenadering geschikt is voor het bepalen van de restlevensduur van persleidingen voor het areaal van een beheerder. Hiertoe wordt in fase 2 het faalkansmodel zodanig verder uitgewerkt dat het na afloop van fase 2 gereed is om te worden geïmplementeerd in fase 3 Proof of Producibility. Met andere woorden: het model moet inhoudelijk gezien geheel gereed komen in fase 2 terwijl de inbedding en software en de ontwikkeling van software interfaces plaats zal vinden in fase 3. Dit houdt in dat het rekenmodel aan het eind van fase 2 nog niet ontsloten is voor gebruik door assetmanagers en alleen nog door het projectteam kan worden toegepast.Het belangrijkste resultaat van het fase 2 van het project is een rekenmodel met als input:Beschikbare gegevens zoals leidingkenmerken conditie en belasting van meerdere gebruikers/beheerdersen output: faalkansen/jaar per segment per mechanisme samen geplot op overzichtskaart en opgerold/samengevoegd tot een concrete faalkans per segmentDaarnaast wordt een rapport opgeleverd met de onderbouwing van de modelkeuzes en de grootste bronnen van onzekerheid in de uitkomsten.

Motivatie

In 2016 hebben TNO en Rotterdam het initiatief genomen om een Plan van Aanpak (PvA) op te stellen voor de ontwikkeling van een faalkansmodel voor asset management van persleidingen. In dat PvA is een traject geschetst dat bestaat uit drie fasen: Fase 1. Proof of principle: ontwikkelen 1e versie faalkansmodel en aantonen dat dit leidt tot een werkbaar principeFase 2. Proof of concept: Doorontwikkeling in 2e versie faalkansmodel waarbij het model in conceptueel opzicht compleet wordt gemaakt door een combinatie van verbreden (toevoegen ontbrekende faalmechanismen) en verdiepen (meenemen informatie uit inspecties) Fase 3. Proof of producibility: Koppeling van faalkansmodel aan bestaande asset management systemen en concept voor userinterface (demonstratie userinterface)Fase 1 is gefinancierd en ondersteund door een consortium bestaande uit Rotterdam Waternet RIONED en STOWA waarbij aanvullende financiering is verkregen uit de TKI Deltatechnologie. De resultaten van fase 1 zijn opgenomen in TNO rapport TNO 2019 R10463 faalkansmodel persleidingen – Proof of Principle. De consortiumpartners hebben op basis van de resultaten van fase 1 aangegeven op door te willen gaan met fase 2 de ontwikkeling van de Proof of Concept.

Locatie

Delft

Uitgevoerde acties

1. Systeembeschrijvingsinformatie verzamelenDe beheerders (Rotterdam Waternet Aa en Maas) leveren informatie en laten inspecties en metingen uitvoeren door derden waarvan gegevens worden ingebracht. Schmidt ontwikkelt een techniek die in Rotterdam wordt toegepast om gegevens van persleidingen te verzamelen. P4UW en Deltares spelen een coördinerende rol en analyseren de data. TNO en Deltares zetten beheerdata om naar een geschikt format voor gebruik in fysische modellering. 2. Aanvullende faalmechanismen uitwerkenDeltares TNO en P4UW voegen faalmechanismen (falen buisverbindingen falen door inwendige over- en onderdruk en falen appendages) toe aan het model uit fase 1. TNO voegt PVC toe als buismateriaal aan het model uit fase 1.3. Valideren fysisch gebaseerd faalkansmodelDeltares verbetert de deelmodellen (zetting aantasting) door 10 persleidingen door te rekenen en te valideren met inspectiegegevens. TNO verwerkt dit in de onderliggende modellen van het faalkansmodel.4. Opstellen statistisch faalkansmodel gebaseerd op incidentendatabaseP4UW maakt een opzet voor een statistisch faalkansmodel op basis van de data.5. Update overkoepelend faalkansmodelHet faalkansmodel uit fase 1 wordt verbreed met aanvullende faalmechanismen de onderliggende verbeterde deelmodellen worden gekoppeld en de statistische module wordt toegevoegd in de berekening van de gecombineerde faalkans.

Verwachtte resultaten

De verwachte producten zijn:1database met daarin de objecten (hydraulische eenheden en leidingsegmenten) die door de deelmodellen per bezwijkmechanisme gebruikt worden2Faalkansmodel op Proof of Concept niveau met een fysische en statistische component dat de faalkans van een leidingsegment berekent3Rapportage Bij succesvolle oplevering van de PoC wordt de PPS voortgezet naar de laatste fase: fase 3. Daarin wordt het faalkansmodel in een Proof of Producibility verder uitgewerkt getest en gereed gemaakt voor exploitatie in software voor beheerders.

Innovativiteit

In Nederland ligt 13.000 km persleiding waarvan een groot deel stamt uit de jaren ’70 toen in het kader van de WVO op grote schaal zuiveringstechnische werken zijn aangelegd. De huidige faalkans ligt op ca. 1 incident per 100 km/jaar en dat is laag in verhouding tot bijvoorbeeld drinkwater waar dit ligt op 6 incidenten per 100 km/jaar. De eerste resultaten van het lopende RIONED project ‘incidentendatabase persleidingen’ zoals gepresenteerd op het persleidingensymposium in Gorinchem op 20 maart 2019 laten echter zien dat het aantal incidenten toeneemt.. In combinatie met het gegeven dat veel leidingen hun ontwerplevensduur (van 50 jaar) naderen of reeds zijn gepasseerd wordt branche breed de urgentie gevoeld meer grip te krijgen op de conditie- en restlevensduurbepaling ten behoeve van besluitvorming ten aanzien van onderhoud en vervanging van persleidingen.Uitgangspunt voor restlevensduurbepaling is de actuele conditie van de persleiding. De conditie van een (pers)leiding kan worden vastgesteld op basis van inspectie. In tegenstelling tot bij vrij verval riolering waar visuele inspecties de basis vormen voor de besluitvorming over maatregelen als repareren of vervangen geldt dat voor persleidingen nog geen breed toepasbare inspectietechniek beschikbaar is. Daarbij komt nog dat de meeste persleidingen slecht toegankelijk zijn en geen voorzieningen hebben om inspectieapparatuur toegang te verlenen. Dit maakt dat de beschikbare informatie over de actuele conditie van persleidingen nog vrij schaars is. Op dit aspect is de sector volop in beweging en worden steeds vaker inspecties uitgevoerd aan persleidingen die maken dat de inspectiegegevens met informatie over de huidige status van persleidingen beschikbaar komen.Daar voor het bepalen van de restlevensduur de huidige conditie een belangrijke variabele is en deze voor de meeste persleidingen niet goed bekend is wordt voor persleidingen tot op heden veelal de beheerstrategie ‘fail and fix’ ge

Valorisatie

Welk product (zie boven)? Wie gaat het gebruiken? Wie gaat ervoor zorgen, en hoe?
1 Beheerders (w.o. Rotterdam, Waternet, Aa en Maas) Onder toezicht van RIONED is een aanzet gemaakt voor een incidentendatabase die in dit project verder wordt uitgewerkt. Dit project geeft zicht op een toepassing van deze incidentendatabase. RIONED zal op basis van dit projecten beheerders verder helpen om incidenten uniform te kunnen registreren en deze data te ontsluiten via de database.
2 TNO, Deltares, P4UW Het faalkansmodel is na dit project bruikbaar voor toepassing door de kennispartners voor specifieke cases en er is een beeld hoe dit toepasbaar gemaakt kan worden in de dagelijkse asset management praktijk van beheerders. De insteek is dat de partners na dit project een fase 3 ingaan om de laatste stap te realiseren.
3 TNO, Deltares Het rapport wordt publiek beschikbaar gesteld en elementen uit het onderzoek worden uitgebreider (wetenschappelijk) gepubliceerd.

Hoe gaan de participanten van het project om met intellectueel eigendom dat voorkomt uit deze projecten?

Welk ‘product’ (zie boven)? IP bij welke partner(s) Hoe wordt dit product toegankelijk gemaakt
1 Deltares en P4UW In overleg met RIONED zal worden bepaald op welke wijze deze database toegankelijk wordt gemaakt. Het gaat erom dat deze ook verder gevuld kan worden met goede kwaliteit data.
2 TNO, Deltares en P4UW Het faalkansmodel zelf wordt in deze fase niet toegankelijk gemaakt voor gebruikers, dat is voorzien in fase 3 als het model moet worden gekoppeld aan asset management systemen.
3 TNO, Deltares en P4UW Het rapport wordt gepubliceerd in de openbare repository van TNO en Deltares.

Op welke wijze wordt de informatie over dit project op eenvoudige wijze voor het algemene publiek kenbaar gemaakt (beschrijving van het onderzoek, deelnemers en de planning en voortgang)?

artikelen op de websites van TNO en Deltares.
Regelmatige updates op de TKI-website van het project
Presentaties op evenementen voor de sector, zoals de RIONED dag.

Projectvoorwaarden

Dit is geregeld net als in Fase 1:
De projectcoördinatiecommissie (met één vertegenwoordiger per partij) bepaalt de voorwaarden waaronder een partij kan toetreden en moet bij 2/3 meerderheid van stemmen instemmen met dien verstande dat besluiten de goedkeuring behoeven van de partij wiens rechten en/of verplichtingen door het besluit worden gewijzigd. De nieuwe partij en de penvoerder (gemachtigd door de PCC) ondertekenen hiertoe een toetredingsovereenkomst welke een bijlage is bij de samenwerkingsovereenkomst.

Projecteigenaar en projectleider(s)

Projecteigenaar:
Linda Abspoel
Projectleider(s):
Linda Abspoel

Partners

  • Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam
  • Partners4UrbanWater
  • RIONED
  • Schmidt Watertechniek B.V.
  • Stichting Deltares (Delft)
  • Stichting Waternet
  • Stowa
  • TKI Deltatechnologie
  • TNO
  • Waterschap Aa en Maas

Resultaten

Faalkansmodel voor asset management van persleidingen – Fase 2-2021-4

Resultaat type
Tussentijds resultaat
Aantal
1
Omschrijving

TNO levert notitie op t.a.v. materiaaleigenschappen van PVC ten behoeve van het faalkansmodel

Wetenschappelijke publicatie?

Faalkansmodel voor asset management van persleidingen – Fase 2-2023-1

Resultaat type
Tussentijds resultaat
Aantal
1
Omschrijving

Het betreft een notitie t.a.v. de faalkans van het onderdeel ‘beluchters’ voor het faalkansmodel. Beluchters dragen significant bij aan de faalkans (gemiddeld 0,2 per 100 km per jaar) en de invloed van beluchters op de faalkans kan in het statistische deel van het faalkansmodel worden opgenomen op basis van de resulterende kansverdeling.

Wetenschappelijke publicatie?

Faalkansmodel voor asset management van persleidingen – Fase 2-2022-3

Resultaat type
Bijeenkomsten
Aantal
1
Omschrijving

P4UW presenteert het project en de tussenresultaten van het project op 22 september 2022 tijdens het 5e persleidingen event. De presentatie is terug te vinden via onderstaande link, met als titel 'Het faalkansmodel voor voorspelling van risicovolle leidingen'.
https://www.riool.net/onderzoek1/innovatieprogramma-s/professioneel-persleidingenbeheer/terugblik-vijfde-persleidingen-event-2022

Wetenschappelijke publicatie?

Faalkansmodel voor asset management van persleidingen – Fase 2-2022-4

Resultaat type
Tussentijds resultaat
Aantal
1
Omschrijving

P4UW heeft een notitie afgerond waarin een statistisch model voor bepalen van de kans op graafschade is uitgewerkt. Het model is gebaseerd op gegeven uit de drinkwatersector.

Wetenschappelijke publicatie?

Faalkansmodel voor asset management van persleidingen – Fase 2-2022-2

Resultaat type
Bijeenkomsten
Aantal
1
Omschrijving

Op 12 april 2022 heeft een bijeenkomst plaatsgevonden met de begeleidingscommissie. Hier heeft het projectteam de tussentijdse resultaten gedeeld met de begeleidingscommissie.

Wetenschappelijke publicatie?

Faalkansmodel voor asset management van persleidingen – Fase 2-2021-4

Resultaat type
Product-/Proces Deliverables
Wetenschappelijke publicatie?