| |
 |
|
 |
| KOVID-19 Krizi Esnasýnda Su Tüketimi ve Ýhtiyaç Öngörüsü |
| |
 WatEner, Yapay Zeka ve Model Tanýma tekniklerini uygulayan ve sadece meteorolojik parametrelere deðil, ayný zamanda tüketim davranýþýndaki deðiþikliklere de dinamik olarak uyarlanan bir Tüketim Tahmin Sistemi (TTS) geliþtirmiþtir.
http://watener.com/index.php/water-consumption-and-demand-forecasting-during-covid-19-crisis/
|
 Stadtwerke Karlsruhe'nin verilerini ve WatEner'in TTS'sini kullanarak, KOVID-19 krizi sýrasýnda su tüketim modellerinde meydana gelen deðiþiklikleri ve TTS'nin bu tür deðiþikliklere uyum saðlamadaki güvenilirliðini analiz ettik.
|
Bu makalede, mevcut Korona virüs KOVID-19 krizi sýrasýnda su tüketimindeki deðiþiklikler ve WatEner Platformunun Karlsruhe (Almanya) þehrinde Tüketim Tahmin Sisteminin güvenilirliðinin kýsa bir analizi gösterilmektedir
Stadtwerke Karlsruhe (SWKA), Baden-Württemberg eyaletinde 400.000' in üzerinde nüfusa sahip bir bölgeye hizmet veren belediyeye ait bir Su Ýdaresi' dir. SWKA, WatEner Platformunu içme suyu temin sisteminin iþletilmesini ve yönetimini desteklemek için kullanmaktadýr. Platform, farklý kaynaklardan ölçülen ve simüle edilen verileri entegre eder ve bunlarý gerçek zamanlý olarak kullanýlabilir bilgilere dönüþtürür. Ayrýca, WatEner, bu analizde yapýldýðý gibi daha fazla þebeke çalýþmasý için veri indirilmesine olanak veren son derece doðru ve dinamik bir su tüketim öngörüsü saðlar (Þekil 1).
Þekil 1: SWKA’nýn kendi Watener platformundan dýþa aktarýlmýþ 3 Mart Salý günündeki ölçülen ve öngörülen tüketimi |
 |
 |
 |
Medyadan da takip ettiðimiz gibi, KOVID-19 yayýlmasýný kontrol altýna almak için son birkaç hafta içinde neredeyse tüm dünyada ciddi önlemler alýndý. Almanya'da yeni enfeksiyon sayýsýndaki artýþ, Mart ayýnýn ilk günlerinde 100'den fazla vakayla baþladý ve Mart ayýnýn ilk haftasýndan sonra 1.000 vakayý aþtý [1]. Bu da hükümetin ileriki günlerde daha çok önlem almasýna neden oldu. Özellikle, Baden-Württemberg eyaletinde, eðitim merkezleri 17 Mart'ta kapandýlar [2] ve daha fazla sosyal aktiviteyi ve kamusal hayatý kýsýtlamak için önlemler giderek sertleþtirildi.
Bu tedbirler uygulandýktan sonra su tüketiminin nasýl deðiþime uðradýðý gözlenmiþtir. Okullarýn ve zorunlu olmayan faaliyetlerin kapatýlmasý, evde çalýþmanýn artmasý ve sosyal kýsýtlamalar tüketim modelindeki bu önemli deðiþikliði iþaretlemiþtir. Normalde benzer bir davranýþ göstermesi gereken birbirini izleyen dört Salý gününün karþýlaþtýrmasý, aþaðýdaki grafiklerde gösterildiði gibi, sokaða çýkma kýsýtlamasý nedeniyle Mart 2020'de tüketimin nasýl deðiþtiðini yansýtmaktadýr:
Þekil 2 Karlsruhe Þehrinde art arda dört Salý günü ölçülen Tüketim (Mart 2020) |
 |
 |
 |
Kýsýtlama önlemlerinden önce (mavi çizgiler) ve okullarýn kapanmasýndan ve sosyal kýsýtlamalardan (yeþil çizgiler) sonra tüketim davranýþýnda bir deðiþim gözleniyor (Þekil 2). Günün baþlangýcýndaki tüketim eðrisinin eðimi, normal durumdan (KOVID-19 önlemlerinden önce) daha yüksek ve yaklaþýk iki saat sonra gerçekleþen tüketimin pik noktasý ile önlemler alýndýktan sonra daha düþüktür.
Þekil 3 Karlsruhe Þehrinde Ölçülen Tüketim (Mart 2020) |
 |
 |
 |
3 Mart ve 24 Mart arasýndaki ikinci karþýlaþtýrmalý grafikte (Þekil 3) görülebildiði gibi (analiz edilen ilk ve son gün), tüketimin pik noktasý ilk durumda saat 7:10'da (okul açýkken normal davranýþ) ve ikinci durumda sabah 9:40 civarýndadýr (sokaða çýkma yasaðý sýrasýnda). Benzer þekilde, Mart ayýnýn baþýnda tüketim öðleden sonraya kadar 08:00'dan veya 8:30'dan sonra hýzla düþüyor. Sokaða çýkma yasaðýnýn olduðu günlerde, tüketim sabahlarý daha kademeli olarak daðýlýp öðleden sonraya kadar yavaþça azalýyor. 17:00 ile gece yarýsý saatleri arasýnda, yasak tedbirlerinden önce ve sonra tüketimde, bu süre zarfýnda nüfusun genellikle evde olduðunu ve tüketici davranýþýnýn deðiþmediðini gösteren önemli bir fark olmadýðý görülmektedir.
SWKA'da TTS kullanýlarak 10 saatlik zaman dilimi ile 24 saatlik tüketim tahmini saðlamaktadýr. TTS, Minimum Gece Debisi deðerlendirmesinden sonra her gün saat 03:00'te otomatik olarak çalýþmaya baþlar ve benzer günler için bilgi, veri tabanýnda arama yaparak 10 dakikalýk bir dilimde gelecek 24 saat için yeni bir güncellenmiþ tahmin saðlar.
1 Mart ve 24 Mart arasýndaki dönem dikkate alýndýðýnda, WatEner' in dinamik TTS' sinin aþaðýdaki grafiklerde gösterildiði gibi KOVID-19 acil durumunun neden olduðu tüketim davranýþýndaki deðiþime nasýl uyarlandýðý gözlenmiþtir: (Þekil 4)
Þekil 4 Sýrasýyla 10, 17 ve 24 Mart Salý günlerinde Karlsruhe Þehrinde Ölçülen ve Tahmin edilen Tüketim |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
TTS ayarlamasý 10 Mart'tan son analiz edilen gün (24 Mart) tahmin edilen ve ölçülen tüketim arasýnda yakýn bir eþleþme eðrisine kadar ilerlemiþtir. Okullarýn kapanmasý ve kýsýtlama tedbirlerinin ilk günü (17 Mart), öngörülen tüketimde (tipik bir Salý Martýnda beklendiði gibi) gerçek tüketimden daha dik bir eðim göstermektedir. Bir hafta sonra (24 Mart Salý) TTS, tahmini yeni tüketici davranýþýna göre otomatik olarak ayarlamak için daha fazla bilgiye sahip ve gerçek tüketime benzer daha yumuþak bir eðri þekli göstermekte. Ancak, gerçek toplam tüketimin hala öngörülen deðerlerin biraz altýnda olduðu görülmektedir.
Grafikler ayrýca her 10 dakikada bir ölçülen ve tahmin edilen verilerin (m3/s cinsinden) arasýndaki farklarýn Standart Sapmasýnýn (SD) sonuçlarýný gösterir. 10 Mart Salý standart sapmasý (SD = 55), 17 Mart Salý günü iki katýna çýkar (SD = 114), ancak TTS'nin doðru ayarlanmasýný ve tüketim eðrisinin eðimi ve þekli makul bir eþleþmeyi gösteren 24 Mart tahmininde önemli ölçüde iyileþmiþtir (SD = 72).
TTS, bilgi veri tabanýnda depolanan benzer bir günü (17 Mart Salý) dikkate alarak tüketici davranýþýndaki deðiþime hýzlý ve doðru bir uyum gösterir (öngörülen model genellikle dört benzer günle oluþturulur).
WatEner' in Tüketim Tahmin Sistemi, son çalýþmaya göre SWKA'da %2,5’ lik mutlak göreceli ortalama hata ile doðru bir þekilde çalýþmaktadýr [3]. Bu baðlamda, manuel giriþlere gerek kalmadan algoritmalarý kullanarak kesin bir tüketim tahmini saðlayarak yeni tüketim modellerine hýzlý bir þekilde uyum saðlayabilmektedir.
Teþekkür: Dr. Dirk Kühlers (Stellvertretender Leiter der Abteilung Trinkwassergewinnung/ Qualitätssicherung), Stadtwerke Karlsruhe ve Inclam IT Takýmýna teþekkür ederiz.
[1] https://www.worldometers.info/
[2] https://www.baden-wuerttemberg.de/
[3] (2019) "Anthropogenic and meteorological influence in the calibration of the demand forecasting system", García & Toquero (WatEner) in XXXV AEAS Congress (Spanish Association for Water Supply and Sanitation. AEAS) |
| |
|
|
