WatEner
Die 5 Schlüssel zu Wasser- und Energieeffizienz in Versorgungsnetzen

Die 5 Schlüssel zu Wasser- und Energieeffizienz in Versorgungsnetzen

 

Durch Water Idea S. A., einer auf intelligentes Wassermanagement spezialisierten Tochtergesellschaft, präsentiert die INCLAM-Gruppe eine neue technologische Lösung namens WatEner. WatEner ist eine IKT-Lösung, die Betrieb, Wartung und Verwaltung von Trinkwassernetzen im Rahmen des Wasser-Energie-Nexus verbessert.

Dank der technischen Erfahrung der INCLAM-Gruppe auf dem Gebiet der Entwicklung von Entscheidungshilfe-Systemen und Modellen für große Wasserversorger hat das Unternehmen die notwendige Änderung des Ansatzes erkannt. Ein Ansatz, der Know-how, Tools und Fachwissen integriert, um ein optimales globales Wasserversorgungs-Management zu erreichen, wobei der Schwerpunkt auf der Bedeutung der Zusammenhänge zwischen Wasser- und Energieverbrauch liegt.

Der herkömmliche Ansatz, Effizienzprobleme bei Trinkwassernetzen zu lösen, konzentrierte sich eher auf die Suche nach Lecks und Anomalien beim Betrieb der wichtigsten Systemparameter (Druck, Strömungen, Verbrauch usw.). Parallel zu diesem Ansatz wurden auch Anstrengungen unternommen, den Energieverbrauch durch die Implementierung mathematischer Modelle von Netzen und ihrer Pumpanlagen zu optimieren. Letztlich haben die Wasserversorger versucht, den höchstmöglichen Nutzen aus den von ihnen erzeugten Daten, ihren IT-Tools und den bereits vorhandenen Modellen zu ziehen. Aus dem Know-how der fachkundigen Mitarbeiter sollte ebenfalls Kapital geschlagen werden, um die täglichen Arbeiten zu verbessern.

Alle diese Aspekte wurden bei der Entwicklung der WatEner-Plattform berücksichtigt, mit dem Ziel, den Wasserversorgungs-Unternehmen zu helfen, globale intelligente Verbesserungen ihres Betriebs- und Wartungs-Managements zu erzielen.

WatEner liefert eine Reihe wichtiger Verbesserungen am Wasser- und Energiemanagement von Versorgungsnetzen:

Global vision of water-energy nexus to reduce costs and improve efficiency 

Eine Verbesserung der Effizienz komplexer Versorgungsanlagen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Qualität des Dienstes für den Verbraucher kann nur mit einer integrierten Lösung erreicht werden, die die Zusammenhänge zwischen Wasser und Energie berücksichtigt und diese Zusammenhänge ganzheitlich behandelt.

Smart approach that incorporates and enhances expert knowledge through machine learning and a training module

Das Fachwissen der Mitarbeiter wird mittels Tools in künstlicher Intelligenz, wie z. B. maschinelles Lernen, in eine Wissensdatenbank eingegeben. Das verbesserte Wissen erhält man durch das Schulungsmodul, das eine Analyse von Alternativen in verschiedenen Szenarien ermöglicht. Die Systemparameter werden simuliert und die Ergebnisse angezeigt.

Synergies in the integration of available data, information and IT tools

Die Plattform ermöglicht die Integration von Daten, Informationen und bestehenden Modellen, die gespeichert, angezeigt und grafisch analysiert werden können. Durch die Verwendung bestehender Ressourcen wird die Leistung der Plattform optimiert und Synergien werden erleichtert.

Benutzerfreundlichkeit durch ein intuitives, flexibles und portables System

Dank einer intuitiven Website, auf die von jeder Suchmaschine sowie jedem Laptop oder Tablet zugegriffen werden kann, erhält man eine benutzerfreundliche Umgebung und einfachen Zugang zu den Informationen. Das System ist ziemlich flexibel, sodass Bedienfelder, KPIs und Displays mit verschiedenen Berechtigungen je nach Benutzerrollen integriert werden können. Funktionen wie unSIG, ein Dokumentenmanager, Wettervorhersage und Verbrauchsbedarf-Prognosen, Echtzeit-Anzeige der Netzinformationen und -simulationen usw. dienen dazu, die Benutzererfahrung zu erleichtern und zu verbessern.

Ökologische Nachhaltigkeit zielt auf die Verringerung des Kohlendioxidausstoßes

Die verbesserte Energieeffizienz der Fertigungsprozesse ermöglicht eine Verringerung der CO2-Emissionen, was somit zu einer Verringerung der Treibhausgase führt und dem Kampf gegen den Klimawandel hilft.

In ähnlicher Weise trägt die Effizienz der Wasserversorgung zu einer verantwortlichen Nutzung von Ressourcen und der Umsetzung guter Umweltpraktiken bei. Die Funktionsweise von WatEner basiert auf einem Entscheidungshilfe-Kern, der Informationsanfragen analysiert und Empfehlungen für Betrieb und Warnungen abgibt. Er lernt von fachkundigen Benutzern mit Hilfe von Wissens-Inferenztechniken, wie z. B. der Mustererkennungs-Technik (Pattern Recognition Technique, PRT) oder der Geschäftsregel-Technik (Business Rules Technique, BRT).

Das Ziel der PRT ist die Analyse einer Situation im Netz, Erfassen der wichtigsten Merkmale dieser Situation und Durchsuchen der Wissensdatenbank (Musterbank), um das ähnlichste Muster auf Basis dieser Merkmale zu finden. Anders ausgedrückt, sucht sie nach ähnlichen Mustern in einer Wissensdatenbank und schlägt ein operatives Szenario vor. Diese Methode ist wesentlich effizienter als die mathematische Optimierung, die von gängigen Algorithmen verwendet wird (und die bei sehr komplexen Netzen nicht immer einwandfrei funktioniert). Sie ermöglicht, dass der maximale Nutzen aus dem Fachwissen gezogen werden kann, das in den Entscheidungen des technischen Teams, das das Netz betreibt und sein Know-how „speichert“, enthalten ist.

Die BRT ist die zweite Methode und sie funktioniert durch Einführung von operativen Regeln, Richtlinien, Prioritäten und Einschränkungen in Bezug auf das Netz. Diese müssen sorgfältig ausgewählt und parametriert werden, damit sie im hydraulischen Modell simuliert werden können und eine Erweiterung der von der Plattform gelieferten Empfehlungen und Warnungen ermöglichen. Die BRT hat eine konsequente mathematische Basis, die auf Aussagen- oder Prädikatenlogik basiert. In der Mathematik und Informatik ist die einzige akzeptierte, gültige Methode, Überprüfungen durchzuführen und daraus Schlussfolgerungen zu ziehen, die Deduktion, und diese wurde bei den meisten wichtigen Entscheidungshilfe-Tools (klinische Diagnosen und Diagnosen in den Bereichen Kommunikation, städtischer Verkehr, Luft- und Raumfahrt, Finanzwesen usw.) bereits erfolgreich eingesetzt. Die Plattform ermöglicht die Durchführung eines hydraulischen Modells, um das Netzverhalten zu simulieren, binnen weniger Sekunden. Sie kann in Echtzeit das Netzverhalten oder das Verhalten des vom Entscheidungshilfe-Kern vorgeschlagenen Szenarios simulieren. Auf diese Weise kann der Benutzer Schlussfolgerungen zu Betrieb und Wartung erhalten. Die Plattform verfügt auch über ein Trinkwasserverbrauchs-Prognosemodell und ein Wettervorhersage-Modell mit unterschiedlichen Zeithorizonten. Im Gegensatz zu anderen Lösungen, vereint WatEner die Erfahrung und das Wissen der erfahrenen Betreiber und berücksichtigt bei ihren Entscheidungen alle Variablen und Muster. Schließlich stehen wir wegen eines Mangels an Daten oder Informationen nicht mehr vor einer Herausforderung. Heute ist die Herausforderung hingegen, unsere Systeme mit der nötigen Intelligenz auszustatten, um die Menschen bei ihren Entscheidungen zu unterstützen.


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