Motivation
Durch den Klimawandel ist mit einer Zunahme von extremen Niederschlagsereignissen zu rechnen, die örtlich und zeitlich begrenzt ein großes Gefahrenpotenzial für die kommunale Abwasserableitung mit sich bringen. Die aus diesen Niederschlagsereignissen resultierenden Überflutungsgefährdungen in urbanen Räumen zu reduzieren, hat deshalb eine hohe wirtschaftliche und gesellschaftliche Bedeutung.
Ziele und Vorgehen
Das Kernelement des Projekts KI-Kanal ist ein sogenanntes Internet of Floods (IoF). Dieses soll mittels künstlicher neuronaler Netze (KNN) dazu beitragen, Vorhersage- und Frühwarnsysteme für die betriebliche Optimierung der Kanalnetzsteuerung bzw. der Gefahrenabwehr im Entwässerungssystem zu verbessern. KI-Kanal soll exemplarisch am Entwässerungssystem von Osnabrück entwickelt und direkt unter realen Bedingungen getestet werden. Im Falle eines Starkregenereignisses werden Echtzeitdaten von Niederschlägen sowie Wasserständen im Kanalnetz aufgezeichnet und über entsprechende Sensoren an das IoF gesendet. Diese dienen dann als Eingangsdaten für ein zuvor trainiertes KNN, welches die räumliche und zeitliche Verteilung des Niederschlagsereignisses analysiert. Damit ist es unabhängig von unsicheren Starkregenvorhersagen. Das KNN wird darauf ausgelegt, eine optimierte Steuerung im Kanalnetz, Abfluss- und Wasserstandvorhersagen an unbeobachteten Punkten sowie gegebenenfalls lokales Netzversagen auszugeben. Durch die optimierte Kanalsteuerung wird die Überflutungsgefahr bzw. die Überflutungsfolgen minimiert. Die zusätzliche Möglichkeit, an ausgewählten Stellen im Netz das lokale Netzversagen durch den Abgleich simulierter mit gemessenen Abflüssen zu analysieren, gibt Betreibern wichtige Informationen für betriebliche und steuertechnische Maßnahmen.
Innovationen und Perspektiven
Das Projekt KI-Kanal wird während der Entwicklungsphase in Kooperation mit der SWO Netz GmbH als assoziierte Partnerin umgesetzt. In Osnabrück wurde durch die SWO bereits ein energieeffizientes und reichweitenstarkes Funknetz aufgebaut, das im Vorhaben Verwendung finden soll.