WaX – Verbundprojekt ZwillE
Digitaler Zwilling zum KI-unterstützten Management von Wasser-Extremereignissen im urbanen Raum
Hintergrund
Hydrologische Extremsituationen nehmen weltweit zu. Sie führen zu wirtschaftlichen und ökologischen Schäden und erfordern neue Ansätze für das Management des Wassersektors.
Das Ziel des Verbundprojektes ZwillE besteht in der Entwicklung von Methoden und Werkzeugen für die Erstellung eines Digitalen Zwillings einer städtischen Entwässerungsinfrastruktur als Basis für eine pro-aktive Bewältigung von Wetterextremereignissen im urbanen Raum.
Unter dem Begriff „Digitaler Zwilling“ wird hierbei ein virtuelles Abbild verstanden, das auf Grundlage von Messdaten und Simulationsmodellen den aktuellen Zustand des abgebildeten Systems widerspiegelt und durch Einbeziehung von Prognosen der wichtigsten Einflussfaktoren wie z.B. Niederschlagsdaten eine vorausschauende Szenario-Analyse ermöglicht. Der Digitale Zwilling soll mit Hilfe eines KI-basierten Assistenten Handlungsempfehlungen zur Vorsorge und zum Umgang mit Wetterextremereignissen geben. Die vorgeschlagenen Handlungsempfehlungen werden dem Fachpersonal über einen Erklärbare-KI-Ansatz transparent erläutert, um Nachvollziehbarkeit und Akzeptanz zu verbessern.
Die prototypische Entwicklung und anschließende Validierung des Gesamtsystems erfolgt am Beispiel der Entwässerungsinfrastruktur der Stadt Hannover.
Arbeitsschwerpunkt hydro & meteo
Wesentliches Teilziel für die hydro & meteo sind die Ableitung von Überflutungsinformationen aus vorliegenden vorgefertigten Überflutungskarten fester Wiederkehrhäufigkeiten und aus aktuellen Niederschlägen, die zeitlich und räumlich variabel sind und deshalb ein zu erstellendes Mosaik der vorliegenden Karten erfordern.
Ein solcher Ansatz hat den Vorteil, dass langwierige 2D-Oberflächensimulationen zur Bestimmung der Überflutungstiefen und Fließwege offline durchgeführt werden können und dass damit für Echtzeitanwendungen schnell Ergebnisse abgeleitet werden können. Ebenso können dann sowohl gemessene als auch prognostizierte Ereignisse mit räumlich variablem Niederschlag in ihren Überflutungsauswirkungen schnell abgeschätzt werden.
Zweites Teilziel ist die Anbindung unserer Software SCOUT an das Prozessleitsystem der Stadtentwässerung Hannover. Damit stehen direkte online-Daten aus der Niederschlagsmessung der Stadt Hannover zur Verfügung und eine sehr schnelle vergleichende Auswertung dieser Daten mit Radarmessungen ist möglich.
Projektpartner
Förderung
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „ZwillE – Digitaler Zwilling zum KI-unterstützten Management von Wasser-Extremereignissen im urbanen Raum“ zur Fördermaßnahme „Wasser-Extremereignisse (WaX)“ im Rahmen des Bundesprogramms „Wasser: N“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA).
Projektlaufzeit: 02/2022 – 01/ 2025
Gesamtfördervolumen: 2,453 Mio. €
Verbundkoordinator: Atos Information Technology GmbH
