Datalähtöinen verkosto-omaisuuden hallinta - painopisteenä viemäriverkostot: Focus on sewer systems

Tuija Laakso

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Vedenjakelu- ja viemäriverkostot ovat kriittistä infrastruktuuria ja keskeisiä nyky-yhteiskunnan toiminnalle. Suomessa valtaosa näistä verkostoista on rakennettu 1970-luvulla ja sen jälkeen ja nyt ollaan ensimmäistä kertaa tilanteessa, jossa verkostojen jatkuva saneeraus on ajankohtaista kaikilla Suomen vesihuoltolaitoksilla. Tässä tilanteessa data-analyysi tarjoaa mahdollisuuden tukea tehokkaasti saneerauksiin liittyviä päätöksiä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, mitä tietoja on saatavilla verkostojen riskiperustaisen kuntotutkimusten ja saneerausten kohdentamiseksi riskiperusteisesti ja kuinka näitä tietoja kannattaa hyödyntää päätöksenteossa. Tarkasteluissa hyödynnettiin sekä verkosto- että ympäristötietoja. Väitöskirjassa arvioidaan verkostojen toimintahäiriöiden seurauksia ja mallinnetaan viemäreiden kuntoa ja elinkaarta. Lisäksi selvitetään, miten tietojen hyödyntäminen suomalaisilla vesihuoltolaitoksilla vertautuu tämänhetkiseen huipputasoon. Häiriöiden seurauksia tarkasteltiin sekä vedenjakelu- että viemäriverkoston osalta. Vaikka joitakin tärkeitä lähtötietoja, esimerkiksi hydraulisen mallinnuksen tuloksia, ei ollut tutkimuksen tekohetkellä saatavilla, lähtötiedot mahdollistivat monipuolisen häiriöiden seurausten tarkastelun. Viemäreiden kunnon mallinnukseen ja niiden elinkaaren mallinnukseen käytetyt koneoppimisen menetelmät – satunnaismetsä ja random survival forest – tuottivat vastaavat tai hieman paremmat mallit kuin perinteiset tilastotieteen menetelmät logistinen regressio ja Weibull-regressio. Ympäristöä koskevat paikkatiedot osoittautuivat hyödyllisiksi häiriöiden seurausten arviointiin, kun taas putkien ominaisuustiedot olivat tärkeitä kuntoa mallinnettaessa. Putken kunnon ja sitä selittävien tekijöiden välistä yhteyttä arvioitiin visuaalisesti osittaisriippuvuuskuvaajien avulla. Käytössä ollut viemärikuvausaineisto sisälsi enemmän huonokuntoisia putkia kuin verkosto keskimäärin. Aineisto soveltui hyvin putkien kunnon mallinnukseen, mutta oli puutteellista verkoston elinkaaren kehityksen ennustamisen kannalta. Aineiston puutteita kompensoimaan kehitettiin menetelmä elinkaaren kehityksen karkeaan arviointiin. Jotta tulevaisuudessa elinkaarimalleista saadaan suurempi hyöty, tulisi viemärikuvauksiin valita nykyisen, huonokuntoisten putkien löytämiseen tähtäävän menettelyn ohella myös satunnaisotannalla ja seurata kuvattavaksi valittujen putkien kunnon kehittymistä ajan suhteen. Tutkimuksen perusteella nykyisin saatavilla olevia tietoja analysoimalla voidaan arvioida häiriöiden seurauksia ja mallintaa putkien kuntoa. Tietojen käytännön hyödyntämisestä tehty selvitys tuki näkemystä, ettei saatavilla olevia tietoja vielä hyödynnetä täysimääräisesti. Kiinnostusta on kuitenkin uusien, käyttökelpoiseksi osoitettujen teknologioiden käyttöönottoon. Tulevaisuudessa tiedon määrä ja sen tarjoamat mahdollisuudet kasvavat entisestään. Vesihuoltolaitoksilta tämä tulee edellyttämään uutta osaamista niin tekniikan, johtamisen kuin tietoturvankin alalla.
Julkaisun otsikon käännösDatalähtöinen verkosto-omaisuuden hallinta - painopisteenä viemäriverkostot
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Vahala, Riku, Valvoja
  • Kokkonen, Teemu, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-3852-0
Sähköinen ISBN978-952-60-3853-7
TilaJulkaistu - 2020
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • elinkaaren mallinnus
  • kunnonmallinnus
  • omaisuudenhallinta
  • riskinarviointi
  • vesihuoltoverkostot

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Datalähtöinen verkosto-omaisuuden hallinta - painopisteenä viemäriverkostot: Focus on sewer systems'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä