Intelligente IoT-Software für eine nachhaltige Wasserversorgung

Im EU-Forschungsprojekt NAIADES entwickeln Disy zusammen mit einem europäischen Konsortium intelligente IoT-Software für die nachhaltige Wasserversorgung. Am Beispiel von drei Pilotstädten werden Lösungen für unterschiedliche Herausforderungen entwickelt.

IoT-Software für die Wasserversorgung - NAIADES

Um die Versorgung von Bevölkerung, Industrie und Landwirtschaft mit Trinkwasser und Betriebswasser in der erforderlichen Menge und Qualität zu gewährleisten, erheben Versorgungsunternehmen heute schon eine Vielzahl von Daten. Sei es durch intelligente Wasserzähler, durch Sensoren in Klärwerken oder – weniger technisch – durch Umfragen unter Verbrauchern und Kunden. Um all diese Informationen zusammenzuführen, zu analysieren und darauf aufbauend Handlungen abzuleiten, wird auch innovative IoT-Software benötigt.

Das Ziel von NAIADES ist, ein ganzheitliches System für die Digitalisierung des urbanen Wassersektors zu entwickeln. Das Projekt wird von der Europäischen Union (EU) im Forschungsrahmenprogramm „Horizont 2020“ gefördert.

NAIADES untersucht drei Pilotstädte

NAIADES ist im Juli 2019 gestartet. Über einen Zeitraum von drei Jahren sollen Lösungen für verschiedene Anwendungsszenarien in den Pilotstädten Ville de Carouge (Schweiz), Alicante (Spanien) und Braila (Rumänien) geschaffen werden.

Das Projekt kombiniert somit Anforderungen aus unterschiedlichen europäischen Städten, die jedoch alle eins gemeinsam haben: Jede dieser Städte steht vor Herausforderungen, die durch traditionelle Ansätze nicht mehr ausreichend bewältigt werden können:

  • In Ville de Carouge wird untersucht, wie der Wasserverbrauch in öffentlichen Parkanlagen und Brunnen in Bezug auf Keime und Pflanzenwohl überwacht und optimiert werden kann.
  • In Alicante stehen der Wasserverbrauch und die Salinität, wie in vielen küstennahen Kommunen, im Fokus.
  • In Braila wiederum wird die Wasserqualität der naheliegenden Donau gemessen und passende Verarbeitungen vorgenommen, um das das Vertrauen der Bewohner in das lokale Wasser zu verstärken.
Abb. 1: Standort der Pilotstädte des FuE-Projekts NAIADES
Abb. 1: Standort der Pilotstädte des FuE-Projekts NAIADES
Abb.2: Karte der Partnerstandorte des FuE-Projekts NAIADES
Abb.2: Karte der Partnerstandorte des FuE-Projekts NAIADES

Vernetzung menschlicher Entscheidungen mit dem Internet-of-Things

Der Lösungsansatz von NAIADES besteht im Kern darin, Sensorik, technische Anlagen und menschliche Entscheidungen durch Methoden aus dem Bereich des Internet-of-Things (IoT) miteinander zu vernetzen und Entscheidungen durch intelligente Algorithmen aus der Künstlichen Intelligenz (KI) zu unterstützen. Um die gewünschte Wirkung in einem Gesamtsystem mit vielfältigen unterschiedlichen Komponenten und Akteuren zu erziehlen, werden Methoden, Werkzeuge und (Daten-)Modelle benötigt, die die Kommunikation zwischen diesen standardisiert sicherstellen.

Hier liegt die Aufgabe von Disy im Projekt. Angelehnt an das EU-weit genutzte IoT-Linked-Data-Datenmodell NGSI-LD aus dem in der EU entwickelten IoT-Framework „FIWARE“ wird ein standardisiertes Datenmodell zum Austausch der Informationen entwickelt und dem Projekt zur Verfügung gestellt. Um das zu erreichen ist auch ein enger Austausch mit dem Partnerprojekt „Fiware4Water“ vorgesehen, um Synergien nutzen zu können.

Darüber hinaus bringt Disy seine Expertise im Umgang mit und der Integration von Sensordaten und Geodaten in das Projekt ein. Basierend auf Talend und der Spatial-ETL-Erweiterung GeoSpatial Integration werden Daten der einzelnen Partner im Projekt zusammengeführt, transformiert und über das zukünftig standardisierte FIWARE-Datenmodell ausgetauscht. Dabei können Erfahrungen aus dem Umgang mit Linked Open Data und Geodatenströmen aus vorherigen Forschungsprojekten wie WIRE und WeKoVi eingebracht werden.

Disy ist bei der Umsetzung Teil eines großen, europäischen Konsortiums: Insgesamt 20 Partner aus Forschung, Wirtschaft und Gesellschaft arbeiten daran, eine umfassende IoT-Software für Wasserversorger zu entwickeln und in der Praxis prototypisch einzusetzen.

Abb. 3: Plenary  Meeting des NAIADES-Konsortiums in Alicante
Abb. 3: Plenary Meeting des NAIADES-Konsortiums in Alicante
Abb. 4: Technischer Workshop des Forschungsprojekts NAIADES in Athen
Abb. 4: Technischer Workshop des Forschungsprojekts NAIADES in Athen
Abb. 5: Kick-off des Forschungsprojekts NAIDES in Thessaloniki
Abb. 5: Kick-off des Forschungsprojekts NAIDES in Thessaloniki

Arbeitsstand im Forschungsprojekt NAIADES

Seit Projektbeginn hat das Konsortium sich intensiv mit den Fragestellungen der technischen Architektur und Infrastruktur, den Bedürfnissen der Anwender und weiterer möglicher Anwendungspartner auch außerhalb des Projekts beschäftigt. In einem dedizierten technischen Workshop in Athen, dem ersten Plenary Meeting und Anwenderworkshop in Alicante und dem Kick-off-Treffen in Thessaloniki wurde eng, offen und produktiv zusammengearbeitet. Das Projekt ist gefördert im Rahmen des EU-Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizon 2020“ unter dem Grant Agreement No. H2020-SC5-2018-2019-2020.