インフラのライフサイクル全体にわたって水関連データを連携させることで、計画策定と長期的なパフォーマンスが向上する。

水インフラは、ほとんどの人が目にすることのない、最も重要なシステムのひとつです。道路の下や浄水場の壁の裏に埋もれていますが、公衆衛生を守り、経済活動を支え、気候変動への耐性を支えています。その役割は、何かが故障するまで、しばしば目に見えない形で発揮されます。  しかし、建築環境において水は中心的な役割を担っているにもかかわらず、その管理はしばしば断片的な工学的ワークフローを通じて行われている。  排水解析と水理モデル化は、土地開発とインフラ計画において不可欠な要素です。しかし、これらの解析に関連するエンジニアリングプロセスは、計画、設計、建設、運用といった各段階でしばしば分断されています。モデルは特定のプロジェクト段階に合わせて開発され、データはツール間を移動し、重要な意思決定の根拠となる前提条件は、プロジェクトの進展に伴って必ずしも引き継がれるとは限りません。  時間が経つにつれて、こうした断絶は可視性を制限し、意思決定を遅らせ、回復力の獲得をより困難にする。  世界水の日を迎えるにあたり、私たちが目指すのは、単に水インフラへの投資を増やすことだけではありません。インフラのライフサイクル全体を通して、データと意思決定を連携させることこそが重要なのです。そして、その変革は既に始まっています。

水インフラの真の転換点

水システムは、気候変動の激化、老朽化し​​た設備、人口増加、そして規制当局の要求の高まりといった要因により、ますます複雑化している。追加の対策を講じなければ、世界の主要沿岸都市における年間洪水被害額は、 2050年までに1兆ドルに迫る可能性がある。  各国政府は過去最高水準の資金投入で対応している。しかし、資金投入だけではこれらの投資の成否は決まらない。インフラ整備の計画、実施、管理の方法を左右する政策やインセンティブも同様に重要となる。  現代的で強靭な水インフラには、初期設計段階から数十年にわたる運用に至るまで、データの継続性が不可欠です。政策は、こうした継続性を実現する上で重要な役割を果たします。規制の枠組みや基準を整備することで、プロジェクトの実施方法を促進するインセンティブを与えることが重要です。  計画モデルが運用データと連携していない場合、あるいは建設に関する知見が長期的な資産管理に役立たない場合、公益事業者は不完全な情報に基づいてリスク管理を行わざるを得なくなります。この分野でますます必要とされているのは、ライフサイクル全体を通して活用できる共有された情報です。

建築環境における連結システムとしての水

水は建築環境のあらゆる層を流れます。開発密度は排水パターンに影響を与え、道路設計は雨水流出に影響を及ぼし、建設手順は長期的な性能を左右します。運用上の制約も、着工のはるか以前から設計上の意思決定に反映されるべきです。  業界データは、インフラ設計において水管理がいかに重要な位置を占めるようになったかを裏付けている。オートデスクが近日発表予定の「State of Design & Make」レポートの「交通分野に焦点を当てる」によると、交通分野のリーダーの99%が水管理の重要性を認識しており、69%が設計上の意思決定において水関連のリスクがますます重要になっていると回答している。  交通分野のリーダーたちは、こうした現実を踏まえ、ますます行動を起こし始めている。例えば、テキサス州運輸局のリーダーたちは、排水システムから回廊計画に至るまで、道路設計の決定が、地域社会の雨水管理や洪水リスクへの対応に大きな影響を与えることを指摘している。交通インフラと水インフラを相互接続されたシステムとして捉えることで、関係機関はこうした影響をより早期に予測し、長期にわたってより回復力のある回廊を構築することができる。  この視点は、大手公益事業者がインフラ計画に取り組む方法にも影響を与えている。英国のセヴァーン・トレント・ウォーター社は、デジタルモデリングと分析を活用して、土地利用や排水から長期的なインフラ性能に至るまで、水道網が周辺の建築環境とどのように相互作用するかをより深く理解しようとしている。水道インフラを独立したネットワークとしてではなく、より広範なエコシステムの一部として捉えることで、同社は計画、設計、運用における意思決定方法を改善している。  水理モデリングはこの進化を反映しています。かつては設計における検証段階が中心だったものが、今では建設開始前に異常気象シナリオ、成長予測、資産の故障などを検証する意思決定プラットフォームへと進化しました。これらのモデルがGISデータ、建設情報、ライブシステム入力と連携することで、インフラの実際の性能に関する共通の信頼できる情報源が構築され、チームが長期的に見てより賢明な投資判断や計画策定を行うことが可能になります。  オートデスクの水関連ソリューションの製品およびエンジニアリングを統括するキース・ミュラー氏は、この変化を次のように説明しています。 「レジリエンスをリードする電力会社は、より優れたモデルに投資するだけでなく、設計、資産情報、運用を共有意思決定環境に統合しています。この継続性がライフサイクル全体にわたって維持されることで、インフラは気候変動の不確実性に反応するのではなく、先手を打って適応できるようになります。」

コンセプトから現実世界への影響まで

ライフサイクル統合へのこうした変化は、電力会社やエンジニアリング会社が現在、コネクテッドモデリングとアナリティクスをどのように活用しているかという点に既に表れている。  例えば、オーストラリアのSA Waterは、ライブネットワークモデリングを運用ワークフローに組み込むことでデジタル成熟度を高め、シミュレーションと実際のシステム挙動との連携を強化しています。モデル出力とライブシステムデータを統合することで、ネットワークパフォーマンスの可視性を向上させ、より情報に基づいた運用および設備投資の意思決定を可能にしています。スペインのAguas de Alicanteは、デジタルツインを活用してシステムの可視性を高め、より精度の高い投資判断を支援し、資産データとパフォーマンスデータを計画と運用全体にわたる実用的な洞察へと変換しています。  さらに、ジェイコブスなどのエンジニアリング会社は、トロントのような都市が雨水リスクをより適切に管理できるよう、統合された1Dおよび2D水理モデリングを適用しています。トロントのウッドボローパーク地区では、このアプローチにより地下貯水池の必要量が35%削減され、洪水対策目標を達成しながら推定250万カナダドルの節約を実現しました。一方、オレンジ郡衛生局は、システムの老朽化だけでなく、システムの挙動と影響に基づいて更新戦略を優先し、データ駆動型の資産分析を使用して、信頼性と長期的なシステム性能に最も大きな影響を与える場所に投資を集中させています。  

これらの事例には共通点があります。それは、システム動作のモデリング、リスク分析、設計意図と運用実績の関連付けに必要なツールが既に利用可能であるということです。先進的な組織を際立たせるのは、計画、設計、建設、そして長期管理といった各段階において、データをいかに効果的に統合できるかという点です。  モデリングが建設に役立ち、建設データが運用に反映され、運用上の洞察が将来の設計を形成するとき、レジリエンスは事後対応型ではなく、累積的なものとなる。

より緊密な連携による未来への道

次世代の水インフラは、それを形作るシステムと意思決定をいかにうまく連携させるかによって決まるだろう。  計画データ、設計モデル、建設調整、運用システムがクラウド上で接続されると、情報は数十年にわたる資産ライフサイクル全体にわたってシームレスに流れるようになります。AIはパターンを明らかにし、リスクを早期に特定することでこの継続性を強化しますが、その価値は最終的には、AIの基盤となるデータの質と接続性に左右されます。  業界にとってのチャンスは、水を独立した公共サービスとしてではなく、より広範なインフラエコシステムにデジタル的に統合された一部として扱うことにある。  世界水の日には、ますます複雑化する状況下でこれらのシステムを稼働させ続けるエンジニア、プランナー、そしてオペレーターの方々に敬意を表します。普段は目にすることのないインフラである水は、地域社会の発展と存続において決定的な役割を果たしています。その役割を今後も維持していくためには、水を支えるシステム間の連携を強化することが不可欠です。そうすることで、私たちの街路の下に広がる水システムは、それが支える都市と同様に、回復力と適応力に富んだものとなるのです。