Anomaly Detection of Water Consumption - Santos, Marta Cristiana Barbosa Dos (2021)
Com os aumentos substanciais de perdas de água tem existido uma forte preocupação no desenvolvimento de soluções sustentáveis de combate às perdas. As empresas de fornecimento de água enfrentam novos desafios e procuram soluções para reduzir as perdas, minimizando os custos inerentes, aumentando a qualidade dos serviços prestados e tornando-se mais sustentáveis e competitivas. Este projeto foi desenvolvido em colaboração com uma empresa de fornecimento de água, que pretende minimizar as suas perdas com a deteção de alterações significativas nos consumos de água dos seus clientes. Para auxiliar a empresa na deteção de anomalias nos consumos de água e a tomar decisões oportunas de forma a minimizar essas perdas, foi construído um dashboard no software R que permite o upload de um arquivo CSV com o histórico de consumo, e devolve ao utilizador mudanças bruscas detetadas nos padrões de consumos. Os métodos implementados na dashboard foram inicialmente analisados e testados. Este estudo preliminar está reportado em 2 artigos publicados em proceedings indexados no Scopus e que foram apresentados em conferências internacionais. O primeiro artigo incide sobre a aplicação e avaliação de diferentes métodos para a detecção de pontos de mudança em consumos de água. Para tal foram analisados dois datasets reais fornecidos pela empresa, que correspondem aos registos do consumo de água num período de um ano de um hotel e um hospital situados a norte de Portugal. No segundo artigo, de forma a validar os métodos utilizados no artigo anterior e como não existiam garantias que os pontos de mudança detetados correspondiam a anomalias ou quebras nos consumos de água, recorreu-se à simulação de conjuntos de dados com base em distribuições probabilísticas sugeridas na literatura. Nesses conjuntos de dados foram inseridas quebras nos consumos de 5%, 10%, 15% e 20% na magnitude dos parâmetros, resultando um total de 1200 conjunto de dados simulados. Com estes novos dados foi elaborada uma análise de performance utilizando o RMSE (Raiz do Erro Quadrático Médio) e MSE (Erro Quadrático Médio) para determinar a eficácia dos métodos de deteção de pontos de mudança na deteção de quebras nos consumos de água.