Intelligente IoT-Software für die Wasserversorgung

Im EU-Forschungsprojekt NAIADES entwickelt die Karlsruher Disy Informationssysteme GmbH intelligente IoT-Software für die nachhaltige Wasserversorgung. Sie ist dabei Teil eines europäischen Konsortiums, das aus 20 Partnern aus Forschung, Wirtschaft und Gesellschaft besteht. Am Beispiel von drei Pilotstädten in der Schweiz, in Spanien und in Rumänien soll NAIADES Lösungen für verschiedene Herausforderungen erarbeiten.

mArgo

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 Maßnahmen abzuleiten, werden auch innovative Technologien des „Internets of Things“ benötigt – kurz als IoT-Software bezeichnet.

Drei Städte – drei Lösungen

Die Europäische Union (EU) hat deshalb 2019 das Projekt NAIADES gestartet, dessen Ziel es ist, ein ganzheitliches System für die Digitalisierung des urbanen Wassersektors zu ent-wickeln. Das Projekt wird von der EU im Forschungsrahmenprogramm „Horizont 2020“ gefördert und von einem internationalen Konsortium realisiert, zu dem auch das Karlsruher Unternehmen Disy Informationssysteme gehört.

Über einen Zeitraum von drei Jahren sollen im Rahmen von NAIADES Lösungen für verschiedene Anwendungsszenarien in drei Pilotstädten 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 (Schweiz) wird untersucht, wie der Wasserverbrauch in öffentlichen Parkanlagen und Brunnen in Bezug auf Keime und Pflanzenwohl überwacht und optimiert werden kann. In Alicante (Spanien) stehen der Wasserverbrauch und die Salinität, wie in vielen küstennahen Kommunen, im Fokus. In Braila (Rumänien) speist sich die Wasserversorgung unter anderem aus der nahegelegenen Donau. Hier sollen sowohl die Wasserqualität sichergestellt als auch Verluste aufgrund von Leckagen im Leitungsnetz reduziert werden. Außerdem sollen die Verbraucher zur Wasserversorgung besser informiert werden, so dass der bewusste Umgang mit der Ressource Trinkwasser verbessert wird.
 

Standardisiertes Datenmodell

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 erzielen, werden Methoden, Werkzeuge und (Daten-)Modelle benötigt, die die Kommunikation zwischen diesen standardisiert sicherstellen. Hier liegt die Aufgabe von Disy. 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 der Integration von Sensordaten und Geodaten in das Projekt ein. Basierend auf Talend und der Spatial-ETL-Erweiterung „Geo-Spatial 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.
 

20 Partner aus Forschung, Wirtschaft und Gesellschaft

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. Seit Projektbeginn hat das Konsortium sich intensiv mit den Fragestellungen der technischen Architektur und Infrastruktur sowie mit den Bedürfnissen der Anwender und weiterer möglicher Anwendungspartner auch außerhalb des Projekts beschäftigt.