Unser Kundenmagazin Smart & Easy – Ausgabe 2-2024
Veröffentlicht: 08. Mai 2024
HOCHWASSERSCHUTZ MIT IOT IN SCHWERTE
Das Internet der Dinge (IoT) ist für Stadtwerke und kommunale Unternehmen ein wichtiger Baustein der Digitalisierung und zur Umsetzung nachhaltiger Smart City-Projekte. Auch im Bereich der Wasserwirtschaft können viele intelligente Lösungen umgesetzt werden, z. B. im Hochwasserschutz. Egal, ob Hochwasser in einer Unterführung, ein kurz vor dem Überlauf stehendes Regenrückhaltebecken oder das Eindringen von Hochwasser in Geschäfts- und Wohnhäuser – die Herausforderungen infolge des Klimawandels steigen. Städte und Kommunen benötigen daher eine bedarfsgerechte und echtzeitorientierte Bereitstellung von Daten über eine IoT-basierte Plattform. „Mit der LoRaWAN®-gestützten Überwachung von Pegelständen lassen sich diese – und viele andere Szenarien – mit einer geplanten Ausbringung an neuralgischen Orten automatisch erfassen, mit ergänzenden Daten wie z. B. erwartete Niederschlagsmengen abgleichen und an die notwendigen Stellen weiterleiten“, berichtet René Claussen, Leiter des Geschäftsbereichs IoT und Digitale Lösungen bei der ZENNER International GmbH & Co. KG. Stadtwerke, Feuerwehr oder Technisches Hilfswerk können durch die aktuellen Informationen im Bedarfsfall sofort eingreifen und das Problem beheben – im Idealfall sogar noch bevor größere Schäden entstehen oder Menschen in Gefahr geraten.
Auch die Messung von Grundwasserpegelständen durch die LoRaWAN®-Infrastruktur lässt sich künftig einfacher managen. „Gerade Sensoren an unzugänglichen Orten können aufgrund der Möglichkeiten von LoRaWAN® zuverlässig durch diese Technologie ausgelesen werden. Zudem können Städte und Kommunen die Öffentlichkeit – in Verbindung mit weiteren Applikationen – über diverse Kommunikationskanäle wie beispielsweise eine Bürger-App oder urbane Datenplattformen über die aktuelle Situation informieren“, führt Claussen aus.
Stadtwerke Schwerte: Starkregen- und Hochwasserschutz mit LoRaWAN®
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Um diese Mehrwerte für sich auszutesten, haben die Stadtwerke Schwerte im Rahmen des Starkregen und Hochwasserschutzes ein Projekt zur Echtzeit Überwachung von Pegelständen von stehenden Gewässern, Fließgewässern sowie an problematischen Punkten mit Unterstützung von ZENNER gestartet. Eine wichtige Rolle spielen dabei IoT-Sensoren. Ziel des Projekts im Anwendungsfeld Starkregen- und Hochwasserschutz war es, die Pegelstände für Hochwasser- und Regenrückhaltebecken zu erfassen, neuralgische Punkte von Fließgewässern zu monitoren, Niederschlagsmessungen zu erheben sowie die Zustände von Schrankenanlagen zur Sperrung von potenziellen Überflutungsbereichen zu identifizieren. Dabei sollen Vor-Ort-Kontrollen seltener notwendig werden. „Dafür wurden in einem ersten Schritt repräsentative Standorte, u.a. der Stausee Gehrenbach sowie das Fließgewässer Mühlenstrang, bereits frühzeitig mit LoRaWAN®-Sensoren ausgestattet. Derzeit werden in einem zweiten Schritt weitere Sensoren im gesamten Stadtgebiet ausgebracht. Mit LoRaWAN® lassen sich die Daten der Geräte und Sensoren über weite Strecken schnell, sicher und mit minimalem Energieverbrauch übertragen“, so IoT-Experte Claussen. Die verbauten Sensoren senden dabei die Zustandsdaten mittels LoRaWAN® an die entsprechenden Gateways – auch mit Blick auf die Datensicherheit, wie der Leiter IoT und Digitale Lösungen erklärt: „Alle Daten werden vor der Übermittlung verschlüsselt.“ Die Daten sollen zudem in einem Dashboard visualisiert und so für potenzielle Anwender wie Feuerwehr oder Baubetriebshöfe zugänglich werden.
Verwaltung und Visualisierung in element suite
Die Verwaltung der Geräte und Datenströme erfolgt in element suite, der Plattform der ZENNER IoT Solutions GmbH. Hier stehen den Nutzern über die integrierte Anwendung element apps verschiedene Monitoring-Funktionen zur Verfügung. „Die einfache Bedienbarkeit und die anschauliche Darstellung versprechen dabei eine hohe Akzeptanz“, so Claussen. Zudem können ungewöhnliche Betriebszustände über spezielle Alarm-Dashboards angezeigt werden. „Über entsprechende Schnittstellen ist es möglich, die Daten zudem unkompliziert an die bestehende IT-Landschaft und damit zum Beispiel auch an Geoinformationssysteme anzubinden.“
HOCHWASSERSCHUTZ: PROJEKT „DATENFLUT“
Hochwasser und Überflutungen durch Starkregen in den vergangenen Jahren haben gezeigt, wie wichtig frühzeitige Warnungen und Voraussagen sind. Das Mittel dazu: Daten! Deshalb starteten die Unternehmen dimeto GmbH, Shapefield GmbH und die htw saar gemeinsam mit ZENNER das Innovationsprojekt datenFLUT. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines IoTDemonstrators, der durch den Einsatz smarter Sensorik verschiedene Starkregenereignisse simuliert. Zum Monitoring von Starkregenereignisse bietet das Internet of Things (IoT) die besten Voraussetzungen, jedoch sind Funktionsweisen und Potentiale der Technologie und Wirkzusammenhänge den regionalen Akteuren und Kommunen oftmals nicht bewusst. Das soll das Projekt ändern. Perspektivisch soll der Demonstrator als digitalisiertes und vorausschauendes Werkzeug im regionalen Hochwasserschutz eingesetzt werden.
Der Demonstrator spielt verschiedene Starkregen-Ereignisse an einem Modell durch. Er zeigt, wie Überflutungen mit verschiedener Mess-Sensorik frühzeitig erkannt und welche Maßnahmen ergriffen werden können, um Schäden zu verhindern (Schadensprävention). Hierzu bildet der Demonstrator den exemplarischen Weg des Wassers vom Niederschlagsereignis über die Dachrinne in die Zisterne bis zum See oder Fluss nach. Dabei wird repräsentative IoT-Sensorik eingebunden. Im ersten Schritt des Projekts werden alle relevanten Erkenntnisse im Hochwasserschutz gesammelt und visualisiert, um gerade im Hinblick auf Langzeitstabilität und Funktionsfähigkeit im Katastrophenfall verschiedene Szenarien miteinander zu vergleichen.
Mehr Infos zum Projekt gibt’s unter: www.eastsidefab.de/datenflut/
Lösungen zum Hochwasserschutz zahlen u.a. auf folgende UN-Ziele ein:
