Das Projekt KOMMUNAL 4.0 sucht bundesweit Pilotprojekte, um anhand von realen Anwendungsfällen in Kooperation mit kommunalen Netz- und Objektbetreibern Erprobungen bzw. Umsetzungen zu Digitalisierungsentwicklungen durchzuführen. Nachfolgend die bereits geplanten Vorhaben zu konkreten Anwendungsfällen.

Die Stadt Schwäbisch Gmünd hat als erste Kommune die Vereinbarung über eine Zusammenarbeit mit der HST Systemtechnik innerhalb des Förderprojekts KOMMUNAL 4.0 unterzeichnet. Hiermit unterstützt die Stadt engagiert und konstruktiv die Mitarbeit in verschiedenen Teilvorhaben innerhalb des Projekts und ebnet somit den Weg für eine digitale und effizientere Wasserwirtschaft. Die Presseberichte finden Sie unter Link1 und Link2.

Mit in den Teilprojekten von Schwäbisch Gmünd beteiligt sind

  • Stadt Schwäbisch Gmünd
  • Stadtwerke Schwäbisch Gmünd
  • GOA GmbH
  • Hochschule für Gestaltung
  • Hochschule Aalen
  • HST Systemtechnik Meschede


Istsituation:

Die Wasserversorgung des Schwäbisch Gmünder Stadtteils Degenfeld wird von einem Hochbehälter vollzogen, welcher sich auf dem nahegelegenen Hornberg befindet. Dieser Hochbehälter wird derzeit per Zeitschaltsteuerung versorgt.

Sollsituation:

Eine übergeordnete Rohrnetz- u. Behälterbewirtschaftung soll durch ein abgestimmtes Zulaufmanagement erreicht werden. Hierzu werden 2 autarke Wasserversorgungsnetze steuerungstechnisch per Web verknüpft, um eine effiziente Bewirtschaftung des Hochbehälters zu gewährleisten.

Teilsysteme bilden hierbei ein Prozessleitsystem wie SCADA und eine WebSPS.

Resultierender Nutzen:

  • verbesserte Qualitätssteuerung
  • Steigerung von Anlagen- und Prozesseffizienz
  • Erhöhung der Versorgungssicherheit
  • Potential für Gebührenmodelle- u. Investitionsreduzierung durch bessere Kapazitätenauslastung


Istsituation:

Eine Löschwasserzisterne wird mit Wasser aus dem Trinkwassernetz gefüllt, jedoch besteht keinerlei Möglichkeit der Überwachung im Sinne von Pegelstanderfassung, Zuflussmengeninformationen usw.. Die Bewirtschaftung der Zisterne erfolgt also rein konventionell.

Sollsituation:

Die Löschwasserzisterne soll durch entsprechende Technik Daten über das Web bereitstellen und verfügbar machen. Hierdurch ist eine automatische informationsorientierte Zisternenbewirtschaftung auf Basis von Prozess- und Wirtschaftsdaten (Pegelstände, Verfügbarkeit, Prognosen, Bedarf) möglich.

Ein Teilsystem wird das Beschaffungs- und Sharingsmodul der KOMMUNAL 4.0 Plattform sein.

Resultierender Nutzen:

  • Kosteneinsparungen
  • Mehr Sicherheit

  • Automatisches Nachfrage- und angebotsorientiertes Geschäftsmodell

 

 


Istsituation:

In einem Einzugsgebiet mehrerer RÜB liegen die Fließrichtung des Kanalnetzes und das Niederschlagseinzugsgebiet gegensätzlich zueinander. Dies führt dazu, dass bei stärkeren Regenereignissen das im Kanalnetz untenliegende RÜB durch den Regen bereits gefüllt ist, wenn die Abflussmengen aus dem Kanalnetz dort ankommen.

Sollsituation: 

Die Netzsteuerung des RÜB für eine Kläranlage soll auf Basis des Simulationstools SIMBA und dem Einbezug des Niederschlagsdatenportals NiRA.web optimiert werden. Hierdurch wird eine übergeordnete Kanalnetz- und Stauraumbewirtschaftung ermöglicht.

Teilsysteme bilden hierbei ein Prozessleitsystem wie SCADA und eine WebSPS.

Resultierender Nutzen:

  • Reduktion von Entlastungsereignissen und daher verbesserter Gewässerschutz
  • Steigerung von Anlageneffizienz
  • Potential für Abgaben- und Investitionsreduzierung durch bessere Kapazitätenauslastung


Istsituation:

Bisher ist ein Nachweis schon vorhanden, dass bei Hochwasser die wasserwirtschaftlichen Verbundsysteme Grundwasserinfiltriel werden. Bisher sind die Daten zu Abwasser, Trinkwasser und Hochwasser zwar vorhanden, müssen jedoch immer separat herausgefiltert/herausgesucht werden.

Sollsituation: 

Durch die Verknüpfung/Inbezugsetzung der Daten mit Hilfe von Big Data wird ein übersichtliches Reporting möglich. Hierdurch kann für jeden Verantwortlichen ein nutzenspezifisches Cockpit verfügbar gemacht werden, auf dem alle wichtigen Daten zusammenlaufen und somit grundlegende Entscheidungen einfacher und präziser getroffen werden können. Durch Big Data wird hierbei die Aufbereitung und Analyse von Daten unterschiedlichster Herkunft aus Infrastrukturbereichen ermöglicht.

Als Teilsystem wird das Reporting-Modul der KOMMUNAL 4.0 Plattform zum Tragen kommen. 

Resultierender Nutzen:

  • Organisieren/Erkennen und Auswerten von Zusammenhängen (z.B. aus Korrelationen) zwischen Daten unterschiedlichster Herkunft

 
Istsituation:

Aktuell müssen alle Daten separat herausgesucht und gefiltert werden, weil sie in unterschiedlichsten Anwendungen verstreut bzw. vorhanden sind. Das gegenüberstellen von heterogenen Daten aus unterschiedlichsten Quellen ist somit nur mit größerem Aufwand möglich.

Sollsituation:

Die Erstellung von unterschiedlichen Reports für verschiedene Adressaten (Wasserbehörde, Vorstand etc.) aus unterschiedlichen Datenquellen soll über ein Softwaretool ermöglicht werden. Das Reporting Modul der KOMMUNAL 4.0 Plattform wird dieses einzusetzende Softwaretool darstellen.

Teilsysteme werden das Reporting Modul sowie SCADA.web, KANiO.web und NiRA.web sein.

Resultierender Nutzen:

  • keine manuelle Erarbeitung von aufwendigen Einzelberichten
  • freie Datenauswahl
  • schneller, zentraler Datenzugriff
  • effiziente Datenstrukturierung


Istsituation:

Eine wichtige Anwendung von webbasierten Servicediensten wird seitens der ESi-Verantwortlichen in einem neuen Ansatz zum Management der Wartung und Kontrolle von Sinkkästen gesehen. Zwar sind derzeit nahezu alle Sinkkästen digital erfasst (12.000 Trockensinkkästen, 4.000 Naßsinkkästen), aber über aktuelle Zustände gibt es keinerlei Datenerfassungen. Alle bisherigen Reinigungsarbeiten erfolgen lediglich in gewissen Zeitintervallen (ca. 2x pro Jahr). Drei spezielle Fahrzeuge, davon einer ein Saugwagen, sorgen mit insgesamt 5 Personen für die Reinigung der Sinkkästen. Pro Tag können bis zu 100 Sinkkästen gereinigt werden. Die dazugehörige Dokumentation erfolgt mobil mittels Tablet PC. Erfasst werden dabei Stammdaten sowie GPS-Daten.

Sollsituation:

Durch eine Zustands- und kriterienorientierte Erfassung, Entleerung und Reinigung von Sinkkästen unter Einbezug von GIS, Sensor- und Niederschlagsdaten soll ein effizientes Einlauf- und Sinkkästenmanagement erreicht werden. Hier sieht man in einer webbasierten Anwendung ähnlich den "smarten Mülltonnen" eine Lösung, die es erlaubt, zustandsorientierte Wartungsarbeiten vorzunehmen, um insbesondere im Starkregenfall Überschwemmungen durch verstopfte Sinkkästen auf ein Minimum zu reduzieren. Hierfür erforderliche Datenerfassungssysteme werden im Zuge eines anderen Projekts erfasst und bis zum Zeitpunkt der Integration in die webbasierte Datenplattform bereitgestellt.

Die Teilsysteme werden aus einem Niederschlagsdatenportal wie NiRa.web, einem Betriebsführungsportal wie KANiO.web sowie einem Kalender und Event Modul der KOMMUNAL 4.0 Plattform bestehen.

Resultierender Nutzen:

  • Vermeidung von Rückstau- und Überlaufschäden
  • Vermeidung von Leerfahrten
  • Kosteneinsparungen

Entwicklungsziel:

  • Optimierung der Einsatzwege durch Verwendung von GPS Daten, Navigationssteuerung und Betriebsführungssystemen
  • Intelligente Verknüpfung von Niederschlagsmodellen, Abflussmodellen, Wetterprognosen und Einflussfaktoren der Sinkkastenreinigung mit Hilfe von komplexen Berechnungsmodellen und Simulationen
  • Bedarfsgerechte Reinigung durch gezielte Arbeitsweise anhand von Einflussfaktoren und modernen Prgonosemodellen