aKtIv
agile Netzsteuerung zur Erhöhung der Resilienz der Kritischen Infrastruktur Wasserversorgung
| Laufzeit: | 01.10.2022 - 30.09.2025 |
| Leitung: | Prof. Dr.-Ing. Horst Hellbrück |
| Mitarbeiter: | Swen Leugner, M.Sc. |
Hintergrund
Die Digitalisierung hält in vielen Bereichen des täglichen Lebens Einzug. Städte werden technisch, wirtschaftlich und gesellschaftlich Innovativer und die entwickeln sich hin zu Smart Cities. Der smarte Gedanke zielt hierbei auch auf die Interaktion der verschiedenen Akteure ab, welche technologisch unterstützt werden. Dazu stellt das Internet of Things and Services eine Schlüsseltechnologie dar, welche Daten von Messstellen aufnehmen und intelligent in einem Digitalen Zwilling eines physischen Objekts zusammenführen. Im Digitalen Zwilling lassen sich Prozesse nachvollziehen, steuern und die Ergebnisse zurück in die reale Welt spiegeln und Problemstellungen lösen.
So sind die Auswirkungen von Szenarien wie z.B. Hochwasser, Stromausfälle oder Pandemien sind von der Struktur des jeweiligen Wasserversorgungssystem abhängig. Um die Multidimensionalität sowie Kaskadeneffekte von Krisen und deren Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit für die Gesellschaft zu berücksichtigen, wird im Rahmen des aKtIv Projekts die, durch eine Krise hervorgerufene, quantitative Beeinträchtigung der Trinkwasserversorgung betrachtet.
Hierfür haben Wasserversorgungssysteme einen Nachholbedarf in der Digitalisierung, da Steuerungssysteme und Entscheidungen für Regelungsvorgänge oft nicht automatisiert sind. Mittels digitalen Zwillings und KI werden diese Regelungsvorgänge in dem Projekt aKtIv zukünftig unterstützt und damit vereinfach.
Ziele und Ansatz
Der digitale Zwilling bildet dazu das Wasserversorgungssystem in der cyber-physischen Welt ab. Zur Erstellung des digitalen Zwillings werden Daten von drahtlosen Sensoren gesammelt und für Training und Evaluation von Künstlicher Intelligenz genutzt. Aus der KI-basierten Prognose der verfügbaren und benötigten Wassermenge wird in dem Projekt in einem Demonstrationsgebiet eine innovative, agile Netzsteuerung mittels vernetzter Aktoren und Sensoren entwickelt und installiert.
Durch die Verknüpfung ist es möglich, den Systemzustand in Echtzeit zu erfassen und Krisensituationen frühzeitig zu erkennen und somit besser regulieren zu können. Die THL konzeptioniert, begleitet und evaluiert die Echtzeitdateninfrastruktur basierend auf robuste drahtlose Netze für das Internet der Dinge. Es wird mithilfe eines Digitalen Zwilling und Entscheidungshilfesystem eine agile Netzsteuerung entwickelt. Ziel ist die Erhöhung der Resilienz der Trinkwasserversorgung.
Innovation
Die Innovation besteht zum einen in der Anwendung von 5G-Technologie für Rettungskräfte im Rahmen eines digitalen Zwillings, der ein digitales Abbild des Lagebilds liefert, aber auch in der Erweiterung einer 5G-Infrastruktur dynamisch im Einsatzfall mit Endgeräten für Einsatzkräfte durch offene Schnittstellen. Damit können Einsatzkräfte entweder auf die eigene portable 5G-Infrastruktur aufsetzen, in eine bestehende Infrastruktur eintreten und diese verwenden oder einen Mischbetrieb aus beiden Optionen nutzen. Die Einbindung von IoT-Endgeräten wie Sensoren erfolgt auch im Anwendungsfall gemäß dem Ansatz eines Ende-zu-Ende programmierbaren 5G+ Systems. Auch die vorgesehenen Ortungslösungen in den kommenden 5G Versionen werden für Einsatzkräfte und für den Einsatz des digitalen Zwillings eingesetzt, um so Standortdaten für die Einsätze nutzen zu können. Um Resilienz und Skalierbarkeit des komplexen, dynamischen Systems sicherstellen zu können, kommen formale Methoden zur statischen und dynamischen Qualitätssicherung der Lösung zum Einsatz.
Aktuelles
Am 2. Juli 2022 hat der NDR im Schleswig-Holstein Magazin über unser Projekt O5G-N-IoT berichtet. Dazu wurden Aufnahmen in unserem Flur und im 5G-Lab gemacht. Im Interview zu sehen sind unter anderem die Projektpartner Prof. Dr. Horst Hellbrück und Swen Leugner vom CoSA (TH Lübeck), Dr. Oliver Harnack von Dräger Safety und Martin Seidel von Akquinet. Zudem wurde die Freiwillige Feuerwehr Eutin gefilmt, bei der die Planungen für den mobilen 5G-Einsatz bereits vorangeschritten sind.
Quelle: NDR Schleswig-Holstein Magazin - Sendung vom 2. Juli 2022
Projektpartner | Gefördert durch | |
Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz GmbH, Bodenheim
|
| Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
|
