To ostatni moment, by zabezpieczyć polskie wodociągi

Rozmowa z dr. inż. Maciejem Niemirem oraz Włodzimierzem Woźniakiem z Łukasiewicz – Poznańskiego Instytutu Technologicznego.

Małgorzata Ullmann: W jakiej kondycji znajdują się obecnie sieci wodno-kanalizacyjne w Polsce?

Maciej Niemir: Patrząc na rozwój infrastruktury wodno-kanalizacyjnej, można powiedzieć, że sytuacja jest umiarkowana. Sieć stopniowo się rozrasta, ale wzrost ten nie jest imponujący. Zdecydowanie większym problemem jest stan techniczny istniejących sieci. Straty wody sięgają w niektórych regionach nawet 58%, co potwierdziła Najwyższa Izba Kontroli. Oznacza to, że ogromna część wody po prostu „ucieka” – na skutek awarii, wycieków czy nielegalnych podłączeń.

Taki poziom strat jest znacznie wyższy niż średnia europejska i światowa. To poważny sygnał ostrzegawczy, bo pokazuje, jak bardzo niedoinwestowana jest infrastruktura. Problemem jest także kondycja finansowa branży. W ostatnich latach przedsiębiorstwa borykały się z wysoką inflacją, a jednocześnie taryfy dla odbiorców nie nadążają za wzrostem kosztów. W efekcie wiele spółek ogranicza inwestycje, co w perspektywie grozi poważnymi awariami, a nawet tzw. „black­outem wodnym”.

Dochodzi do tego jeszcze kwestia cyberbezpieczeństwa. Ostatnie miesiące wyraźnie pokazały, że firmy wodno-kanalizacyjne są narażone na cyberataki, a poziom zabezpieczeń wciąż jest niewystarczający. To nowe, ale bardzo realne wyzwanie, do którego branża nie jest jeszcze przygotowana.

Włodzimierz Woźniak: Zgadzam się z Maćkiem. Dodałbym jeszcze jeden, równie istotny wątek – zasoby kadrowe. Doświadczona kadra stopniowo odchodzi, a w przedsiębiorstwach wodociągowych coraz trudniej zachować ciągłość i zapewnić odpowiedni poziom wiedzy oraz praktyki. Tymczasem przed branżą stoją nowe wyzwania – zarówno technologiczne, jak i regulacyjne – które wymagają specjalistycznego przygotowania.

Dlatego szkolenia i rozwój kompetencji pracowników powinny stać się jednym z priorytetów. Bez tego trudno będzie sprostać wymaganiom stawianym przez przepisy czy rosnące oczekiwania społeczne. Niestety, ograniczone możliwości finansowe przedsiębiorstw mocno utrudniają planowanie i realizację takich działań. A jak wiadomo, bez stabilnych podstaw finansowych ani modernizacja sieci, ani rozwój kadr nie będą możliwe.

Wspomniał Pan, Panie Macieju, o znaczeniu cyberbezpieczeństwa. Jak w takim razie polska infrastruktura wodociągowa radzi sobie z rosnącym zagrożeniem cyberatakami?

W.W.: Niedawno ministerstwo poinformowało o udaremnieniu ataku na jedno z dużych przedsiębiorstw wodociągowo-kanalizacyjnych. Wiele osób zainteresowało się, gdzie to się wydarzyło i kogo dotyczyło, mnie jednak bardziej interesuje coś innego – kto faktycznie ten atak wykrył i zneutralizował? Czy była to wewnętrzna służba IT danego przedsiębiorstwa, czy może państwowe instytucje, jak NASK? Odpowiedź na to pytanie pokazuje bowiem, jak faktycznie przygotowane są wodociągi do przeciwdziałania cyberzagrożeniom.

Trzeba powiedzieć jasno – duże przedsiębiorstwa, dysponujące większymi budżetami i zespołami IT, mają realne szanse skutecznie się bronić. W przypadku mniejszych i średnich podmiotów sytuacja jest dużo trudniejsza. Tam często za całość informatyki odpowiada jedna osoba, a priorytetem są bieżące potrzeby – dostarczanie wody, sprawne działanie oczyszczalni czy przepompowni. Inwestycje w cyberbezpieczeństwo schodzą na dalszy plan.

Ataków jest coraz więcej i trzeba się liczyć z tym, że ta liczba będzie rosnąć. Niestety, w mojej ocenie państwo i instytucje publiczne oferują przedsiębiorstwom wodociągowym zbyt małe wsparcie. Dofinansowania to często jedynie „łatanie dziur”, podczas gdy branża potrzebowałaby raczej gotowych, systemowych rozwiązań, które można by adaptować do lokalnych warunków. Cyberbezpieczeństwo to nie jednorazowa inwestycja, lecz proces wymagający ciągłego doskonalenia. A mając w Polsce ponad 4000 przedsiębiorstw wodociągowych, nietrudno sobie wyobrazić skalę wyzwania.

M.N.: Zgadzam się, choć dodałbym, że widać też pozytywne zmiany. Świadomość zagrożeń w branży rośnie, podobnie jak regulacje prawne. Coraz częściej nagłaśnia się przypadki ataków – zarówno udanych, jak i udaremnionych – i to również działa mobilizująco. Pojawiły się też programy, które umożliwiają uzyskanie dofinansowania na poprawę cyberbezpieczeństwa.

Trzeba oczywiście pamiętać, że zbudowanie bezpiecznych systemów to proces, który zajmie lata, a nie tygodnie. Skala jest ogromna, ale fakt, że branża zaczyna poważnie traktować temat, to bardzo ważny krok naprzód. Można powiedzieć, że to ostatni moment, by odpowiednio się zabezpieczyć – zwłaszcza w obecnej sytuacji politycznej i geopolitycznej.

Czy algorytmy predykcyjne bazujące na sztucznej inteligencji są już stosowane w praktyce i mogą realnie pomagać w wykrywaniu prób cyberataków?

W.W.: Tak, takie mechanizmy istnieją i coraz częściej są wdrażane. Sztuczna inteligencja może analizować logi systemowe czy stan całej infrastruktury i automatycznie wskazywać anomalie. Dzięki temu administratorzy otrzymują sygnał o potencjalnych zagrożeniach znacznie wcześniej, niż byłoby to możliwe przy ręcznej analizie. Co więcej, AI potrafi proponować rozwiązania i wskazywać miejsca wymagające poprawy. W tym sensie jest to bardzo obiecujący kierunek – narzędzie, które rzeczywiście podnosi poziom cyberbezpieczeństwa.

M.N.: Trzeba jednak jasno powiedzieć, że sama sztuczna inteligencja nie wystarczy. Bez uporządkowanej architektury sieci, podziału na podsieci czy wdrożenia polityk bezpieczeństwa nawet najlepsze narzędzia będą jedynie półśrodkiem. AI może automatycznie raportować anomalie, a czasem nawet blokować podejrzane działania – jak choćby w przypadku nowoczesnych antywirusów z mechanizmem tzw. „piaskownicy”, które analizują podejrzane pliki, zanim dopuści się je do systemu. Takie rozwiązania działają w czasie rzeczywistym i potrafią skutecznie reagować na nietypowe zachowania w sieci.

Jednak sztuczna inteligencja nie zastąpi klasycznych audytów bezpieczeństwa. To dwa różne, ale komplementarne podejścia. W sektorze wodociągowym jest to szczególnie ważne, bo mówimy nie tylko o ochronie urządzeń i danych, ale też o bezpieczeństwie dostaw wody i całych społeczności. Dlatego AI powinna być traktowana jako narzędzie wspierające, a nie zastępujące człowieka i procedury.

W.W.: Zgadzam się. Warto jednak pamiętać, że sztuczna inteligencja nie jest stosowana tylko po stronie obrony – coraz częściej wykorzystywana jest również przez cyberprzestępców. AI ułatwia im łamanie zabezpieczeń i pozwala działać szybciej, skuteczniej, a czasem wręcz lepiej niż doświadczony specjalista. Dlatego wyścig technologiczny trwa i przedsiębiorstwa muszą być świadome, że to, co dziś jest skuteczną ochroną, jutro może okazać się niewystarczające.

A jeśli chodzi o zagadnienia takie jak wykrywanie wycieków czy przewidywanie awarii, na jakim etapie rozwoju są dziś takie algorytmy?

W.W.: Z perspektywy badań i rozwoju jesteśmy naprawdę daleko. Technologie istnieją i pozwalają już na wiele – problemem pozostaje raczej praktyczne wdrażanie. Trzeba bowiem podzielić przedsiębiorstwa wodociągowe na dwie grupy: duże, które dysponują odpowiednimi środkami finansowymi, i mniejsze, które na razie często nie mogą sobie na takie inwestycje pozwolić.

Predykcja to świetny kierunek – pozwala działać wtedy, kiedy faktycznie jest potrzeba, a nie „schematycznie”, według kalendarza. To obniża koszty i zwiększa niezawodność działania. Wodociągi są wręcz idealnym obszarem do stosowania takich rozwiązań, bo posiadają ogromną liczbę urządzeń, które można monitorować przy pomocy czujników czy kamer. Dzięki temu anomalie da się wykryć wcześniej, a informacje automatycznie przesłać do odpowiednich służb.

Sztuczna inteligencja potrafi też analizować wiele czynników naraz – na przykład rodzaj przepompowywanych ścieków, temperaturę czy wilgotność – i na tej podstawie prognozować potencjalne problemy. Zdalne odczyty liczników wodomierzy to kolejny obszar, który umożliwia zarówno przewidywanie zużycia, jak i szybkie wykrywanie nietypowych odchyleń wskazujących na wyciek.

Jeśli chodzi o ograniczenia, to technicznie nie widzę większych barier – mamy rozwiązania, które są w stanie pokryć naprawdę duży obszar. Główne przeszkody to koszty. Wysokospecjalistyczne metody, jak choćby inspekcja kanalizacji przy pomocy specjalnych łodzi z czujnikami, są drogie. Dlatego wyzwaniem jest takie dobranie technologii, by inwestycje się zwracały.

M.N.: Zgadzam się, choć dodałbym, że pewne wyzwania techniczne także istnieją i w praktyce przekładają się na koszty. Samych algorytmów predykcyjnych mamy dziś mnóstwo – mogą analizować dane z pomp, czujników drgań, odczytów liczników czy systemów monitorujących rurociągi. Na tej podstawie da się przewidzieć, czy urządzenie wkrótce będzie wymagało serwisu, gdzie potencjalnie może nastąpić awaria albo czy w instalacji pojawił się wyciek.

Dostępne są bardzo różnorodne rozwiązania – od mobilnych systemów inspekcyjnych, poprzez czujniki akustyczne montowane na hydrantach, aż po analizę zdjęć satelitarnych dużych magistrali wodociągowych. Takie narzędzia pozwalają lokalizować problemy znacznie szybciej i dokładniej niż tradycyjne metody oparte na pracy ludzi.

Kluczową barierą okazują się jednak dane. Aby algorytm sztucznej inteligencji mógł rozpoznawać awarie, trzeba go tego „nauczyć”, czyli zasilić odpowiednio oznaczonymi danymi historycznymi. Tymczasem zjawiska takie jak pęknięcia rur czy nietypowe awarie zdarzają się rzadko, co utrudnia proces uczenia. Do tego dochodzi problem tzw. transferowalności – model wytrenowany na danych z jednej sieci niekoniecznie sprawdzi się w innej, nawet w tym samym kraju. Wymaga to dodatkowego „douczenia” na lokalnych danych, a to oznacza czas i koszty.

Zwrot z inwestycji pojawia się więc dopiero po pewnym czasie, ale kierunek rozwoju jest nieunikniony. Wcześniej czy później przedsiębiorstwa wodociągowe będą musiały w to wejść, bo predykcja i wykrywanie wycieków stają się podstawowym elementem efektywnego zarządzania wodą.

Czytaj także: Nowa dyrektywa ściekowa stanowi wielkie wyzwanie dla branży. Rozmowa z Tadeuszem Rzepeckim