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Wie intelligentes Wasser die Städte transparenter macht

Wie intelligentes Wasser die Städte transparenter macht

Intelligente Technologien werden in Kommunalverwaltungen im ganzen Land eingesetzt, um bei etwas zu helfen, das sowohl eine wichtige Ressource als auch ein potenzielles Problem darstellt: Wasser.

Wie viel Wasser befindet sich im Boden, in Flüssen oder läuft bei einem Sturm über die Ufer? Wie kann Wasser effizienter genutzt werden? Was ist mit den Leitungen, durch die es fließt? Was ist mit den Anwohnern? Wie viel Wasser verbrauchen sie – soweit sie es wissen? Was ist in diesem Wasser enthalten? Haben sie ein Leck? Könnten sie weniger verbrauchen, wenn sie ihren Verbrauch kennen würden, insbesondere im Vergleich zu ihren Nachbarn?

Dies sind einige der Fragen, die intelligente Wassertechnologie beantworten kann, und einige der möglichen Verwendungszwecke für die daraus gewonnenen Daten, sagt Will Sarni, ehemaliger Leiter der Wasserstrategiepraxis von Deloitte und derzeitiger CEO von Water Foundry, einer Wasserberatungsfirma. “Es entstehen digitale Technologien, die besser verstehen können, was im Wassereinzugsgebiet vor sich geht, was auch der Industrie und den Versorgungsunternehmen zugute kommt.
Was ist intelligente Wassertechnologie?

Intelligente Wassertechnologie ist eine Möglichkeit, Daten von Wassergeräten und Wassernetzen zu sammeln, weiterzugeben und zu analysieren. Sie wird von Wassermanagern eingesetzt, um Lecks zu finden, den Energieverbrauch zu senken, Geräteausfälle vorherzusagen und die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten.

Im ganzen Land setzen intelligente Städte alle Arten von Geräten ein, darunter Sensoren für das Internet der Dinge, intelligente Zähler, Überwachungsgeräte, Kartierungs- und andere Datenaustauschwerkzeuge für intelligente Wasserprogramme. Die Ziele der einzelnen Technologien sind auf die jeweiligen Städte zugeschnitten, umfassen aber im Allgemeinen die Senkung der Kosten, die Verbesserung der Nachhaltigkeit und die Schaffung eines widerstandsfähigeren und effizienteren Wasserversorgungssystems.

Laut Zion Market Research wird der Markt für diese Technologien zwischen 2018 und 2024 voraussichtlich um 18,5 Prozent wachsen und bis 2024 31,6 Milliarden US-Dollar erreichen.

Intelligente städtische Wasserlösungen sagen zukünftige Ereignisse voraus
Die Stadt Virginia Beach hat sich für intelligente Wassertechnologie entschieden, um bessere Informationen für das Notfallmanagement zu erhalten. Die Küstenstadt, die häufig von Hurrikans und anderen Stürmen heimgesucht wird und sich auf den Anstieg des Meeresspiegels vorbereitet, wollte mehr über ihre Wasserstände wissen.

“Beobachtungsdaten sind wichtig”, sagt Sridhar Katragadda, leitender Datenwissenschaftler der Stadt. “Es gab keine Wasserbeobachtung, die uns die Wasserstände in den Flüssen in Echtzeit liefern konnte.”

Virginia Beach begann 2015 mit dem Einsatz intelligenter Wassersensoren für StormSense, das gemeinsam mit dem Virginia Institute of Marine Science entwickelt wurde. Es handelt sich um ein Vorhersageprojekt, das hydrodynamische Modelle auf Straßenebene, Sensordaten und nach Überschwemmungen gesammelte Daten aus der Bevölkerung nutzt. Es ermöglicht den Stadtbehörden, Überschwemmungen durch Sturmfluten, Regen und Gezeiten bis zu 36 Stunden im Voraus vorherzusagen. StormSense gewann die Kategorie “Best Practices” im AWS-Wettbewerb “City on a Cloud” 2017.

Katragadda sagt, man habe 2015 mit 10 Wasserstandssensoren begonnen. Inzwischen sind über eine Kooperationsvereinbarung mehr als 40 Sensoren in den Küstenstädten von Virginia installiert. StormSense nutzt auch Daten von mehr als 25 Sensoren der National Oceanic and Atmospheric Administration und des U.S. Geological Survey.

In Zukunft, so Katragadda, wird das intelligente Wasserprogramm der Stadt in das Leben der Bürger integriert werden. “Es wird Teil ihrer täglichen Routine sein, zu fragen: ‘Wie hoch ist der Wasserstand in meiner Nachbarschaft?'”
Intelligente Wassermanagementsysteme nutzen Echtzeit-Technologie

Die Stadtverwaltung von Ann Arbor, Michigan, setzt intelligente Echtzeit-Wassertechnologie ein. Die Stadt hat gemeinsam mit der University of Michigan Open Storm entwickelt, ein Paket aus Open-Source-Sensoren, Hardware und Algorithmen zur Messung und Steuerung von Regenwasser. Die Sensorknoten sammeln Daten über den Wasserfluss und die Wasserqualität und übermitteln sie dann über ein Mobilfunknetz. Auf diese Weise erhält man in Echtzeit eine Momentaufnahme des Wasserzustands.

Im Rahmen des Projekts installierten freiwillige Schüler Ventile in den städtischen Wassersystemen, die sich nach einem Sturm öffnen und schließen. Nach einer Überschwemmung kann die Stadt über ferngesteuerte Ventile entscheiden, ob sie das Wasser ablassen oder drosseln will.

“Es ist schön zu wissen, was in Echtzeit passiert, und es genau zu messen”, sagte Harry Sheehan, der stellvertretende Leiter des Wasserwirtschaftsamtes von Washtenaw County (Michigan), letztes Jahr auf der Smart Cities Connect Conference and Expo.
Intelligente Wassertechnologie macht einen Unterschied in Kalifornien

Sarni von Water Foundry ist der Meinung, dass intelligente Städte, die intelligente Wassertechnologien nutzen wollen, sich an Kalifornien orientieren sollten, das eine Vorreiterrolle einnimmt. Das kalifornische Gesetz zur nachhaltigen Grundwasserbewirtschaftung aus dem Jahr 2014 verlangt von den Regierungen und Wasserbehörden von Einzugsgebieten mit hoher und mittlerer Priorität, die Überdüngung zu stoppen und die Grundwassereinzugsgebiete in ein ausgewogenes Verhältnis von Pumpleistung und Anreicherung zu bringen”, so das California Department of Water Resources.

Dieses Gesetz sieht vor, dass kritisch überlastete Einzugsgebiete bis 2040 und Einzugsgebiete mit hoher und mittlerer Priorität bis 2042 ein nachhaltiges Niveau erreichen.

“Kalifornien hat sehr gute Arbeit geleistet, wenn es darum geht, Wasser als strategische Ressource für die Wirtschaft des Bundesstaates zu begreifen und in die Dinge zu investieren”, sagt Sarni.

Intelligente Wassertechnologie führt zu solideren Entscheidungen
Laut Sarni zeichnet sich Kalifornien bei der Entwicklung intelligenter Wassertechnologien auch dadurch aus, dass die aus diesen Systemen gewonnenen Informationen von jedermann eingesehen werden können. Der Open and Transparent Water Data Act verpflichtet mehrere Behörden des Bundesstaates, eine landesweite integrierte Wasserdatenplattform zu schaffen, zu betreiben und zu pflegen, die Informationen austauscht und Open-Source-Plattformen und entscheidungsunterstützende Mautsysteme im Zusammenhang mit Wasserdaten fördert.

“Wir müssen den Zugang zu Daten und umsetzbaren Informationen demokratisieren. Der Laie sollte Zugang zu den Daten haben und verstehen, was sie bedeuten”, sagt er.

Fountain Valley war eine von vielen kalifornischen Gemeinden, die von der Dürre betroffen waren. Die Behörden setzten intelligente Technologien ein, darunter auch intelligente Wasserzähler, damit die Gemeindebeamten sehen konnten, wo und wie das Wasser verbraucht wurde. Außerdem erhielt die Gemeinde so Informationen über den Wasserverbrauch und konnte Verbesserungsmöglichkeiten aufzeigen. Infolgedessen konnte die Stadt den Verbrauch um 23 Prozent senken.

Diese Transparenz ist nicht auf Kalifornien beschränkt. Houston hat sich mit Microsoft zusammengetan, um seine Infrastruktur zu modernisieren, und im Rahmen dieses Projekts wurden 500.000 Wasserkunden mit intelligenten Wasserzählern ausgestattet. Diese Zähler sammeln alle 15 Minuten Informationen über den Wasserverbrauch und werden die Kunden in Zukunft in Echtzeit vor Lecks warnen und ihnen Ratschläge zum Sparen geben.

Künstliche Intelligenz und intelligente Wassertechnologie
Microsoft arbeitete auch mit DC Water, einem Wasser- und Abwasserversorgungsunternehmen, zusammen, um den ersten intelligenten IoT-Wasserbrunnen zu entwickeln, der die Wasserqualität in Echtzeit überwacht, verfolgt und meldet.

DC Water betritt auch die Welt der KI, indem es Analysen auf den Wasseraufbereitungsprozess anwendet, um Betriebsanomalien bei Pumpen zu erkennen und zu beheben, und indem es eine IoT-Plattform entwickelt, um Abwasseraufbereitungsanlagen zu überwachen, Energie zu verwalten und kostspielige Wartung zu vermeiden.

DC Water nutzte das Cognitive Toolkit von Microsoft, um die Erkennung und Klassifizierung von Rohranomalien für sein 1.900 Meilen langes Sanitär- und Mischwasserkanalsystem zu automatisieren. Mit dem Toolkit konnte der Bewertungsprozess von Stunden auf Minuten verkürzt werden.

“Defekte werden genau lokalisiert, und die Ergebnisse des Prozesses werden zur Erstellung von Prognosemodellen für die Rohrleistung verwendet, so dass DC Water fundierte, datengesteuerte Entscheidungen über den Austausch oder die Sanierung von Rohren treffen kann”, so Microsoft.

“Es ist im Grunde eine Gesichtserkennung … für Abwasserrohre”, erklärt Thomas Kuczynski, Vizepräsident für IT bei DC Water, gegenüber GCN.

Quelle und übersetzt von: StateTechMagazine

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