Fachgebiet Smart Water Networks

Datengestützte Instrumente für kritische urbane Wasserinfrastruktur

LILA - Leckage Identifizierungs- und Lokalisierungsalgorithmus

Zahlreiche Anomalien und Infrastrukturausfälle sind die Ursache für einen suboptimalen Betrieb von städtischen Wassersystemen. In diesem Zusammenhang sind Leckagen in Wasserversorgungsnetzen die Hauptursache für Wasserverluste und verursachen Schätzungen zufolge weltweit Kosten in Höhe von 39 Mrd. USD pro Jahr. Datengestützte Instrumente können zur Vorbeugung und Abschwächung solcher Ausfälle beitragen.
Im Rahmen dieser Forschungsrichtung haben wir LILA entwickelt, einen hochauflösenden, druckgesteuerten Algorithmus zur Leckageerkennung in Wasserverteilungsnetzen. Eine erste Version des Algorithmus wurde beim internationalen Wettbewerb BattLeDIM 2020 (Battle of Leakage Detection and Isolation Methods) mit dem dritten Platz ausgezeichnet. Zudem wurde kürzlich ein Zeitschriftenartikel im Journal of Water Resources Planning and Management veröffentlicht.

Artikel DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0001535

Github: https://github.com/SWN-group-at-TU-Berlin/LILA

Projektdauer: seit Jan 2020

Kontaktperson: Ivo Daniel

Substitutionsmodelle für Wasserquantität und -qualität

Die Sicherstellung gleichbleibender und hoher Wasserqualität ist für Wasserversorgungsunternehmen von entscheidender Bedeutung, um Gesundheitsanforderungen zu erfüllen und Kundenzufriedenheit zu gewährleisten. Zu diesem Zweck müssen die Wasserbetriebe alle relevanten Wasserqualitätsparameter, wie etwa die Chlorkonzentration, ständig überwachen und die Dosiermengen in ihren Trinkwasserverteilungssystemen optimal steuern. Simulationsmodelle, die die Hydraulik und die Wasserqualität von Trinkwasserverteilungssystemen gekoppelt analysieren, sind gut etabliert und sehr genau. Jedoch sind sie sehr rechenaufwändig, so dass eine Optimierung von Steuerungsparametern nur in sehr begrenztem Umfang möglich ist. In diesem Projekt stellen wir ein leichtgewichtiges, auf maschinellem Lernen basierendes Ersatzmodell für die gekoppelte Simulation von Hydraulik- und Wasserqualitätsparametern vor, das die Simulationszeiten verkürzen und die Optimierung von Kontrollparametern effizienter machen kann.

Forschungspartnerschaft: Prof. Avi Ostfeld (Technion - Israel Institut of Technology, Haifa, Israel)

Mobilitätssponsor: Helmholtz Information and Data Science Agency (HIDA, Bonn, Germany)

Projektdauer: seit Okt 2020

Kontaktperson: Ivo Daniel

Gaza H2.0: Innovation und Wassereffizienz

Das Projekt Gaza H2.0: Innovation und Wassereffizienz zielt darauf ab, eine effiziente und nachhaltige Wasserversorgung und -nachfrage sowie den Wissenstransfer zu fördern, um die Widerstandsfähigkeit gegen Wasserknappheit im palästinensischen Gazastreifen zu stärken. Die Initiative zielt darauf ab, die Wasserverluste im Versorgungssystem der Gemeinde Khan Younis zu verringern und die Bewirtschaftung und Effizienz der Wasserressourcen durch Pilotprojekte mit intelligenten Wassernetzen in zwei Stadtvierteln zu verbessern. Zu den Projektaktivitäten der Gruppe "Intelligente Wassernetze" gehören die Anwendung digitaler Technologien (d. h. Sensoren und datengesteuerte Algorithmen) zur Unterstützung der lokalen und nationalen Politik zur Verringerung von Wasserverlusten sowie die Ausarbeitung von Leitlinien und Rechenschaftsmechanismen, die von den lokalen Versorgungsunternehmen und der Gemeinde übernommen werden sollen.

Website: Gaza H2.0

Mittelgeber: Europäische Union (EuropeAid/163941/DH/ACT/Multi program)

Projektdauer: Okt 2020 - Sep 2023

Kontaktperson: Ivo Daniel