ZENNER International GmbH & Co. KG

Im Zuge der Digitalisierung werden immer mehr Städte zu Smart Citys. Die Bereitstellung der Daten wird daher auch zunehmend relevanter.

Bild: iStock, funnybank

Digitale Infrastruktur Hochwasserschutz mit LoRaWAN

08.09.2022

Das Internet der Dinge (IoT) ist für Stadtwerke und kommunale Unternehmen ein wichtiger Baustein der Digitalisierung und zur Umsetzung nachhaltiger Smart-City-Projekte. Auch im Bereich der Wasserwirtschaft können viele intelligente Lösungen umgesetzt werden, zum Beispiel im Hochwasserschutz.

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Immer mehr Kommunen und Städte wandeln sich zur Smart City. Dabei werden mithilfe digitaler Infrastrukturen von Zenner viele Daten erfasst, die von Interesse für die Allgemeinheit sind. Dazu gehören beispielsweise Pegelstände stehender und fließender Gewässer, Feinstaubbelastungen, Belegung öffentlicher Parkplätze, Füllstände von Recycling-Containern oder die Erkennung von Bodenfrost.

Daten in Echtzeit

Egal, ob Hochwasser unter einer Unterführung, ein kurz vor dem Überlauf stehendes Regenrückhaltebecken oder das Eindringen von Hochwasser in Geschäfts- und Wohnhäuser – die Herausforderungen infolge des Klimawandels werden künftig steigen. Städte und Kommunen benötigen daher eine bedarfsgerechte und echtzeitorientierte Bereitstellung von Daten über eine IoT-basierte Plattform.

„Mit der LoRaWAN-gestützten Überwachung von Pegelständen können diese und viele andere Szenarien mit einer geplanten Ausbringung an neuralgischen Orten automatisch erfasst, mit ergänzenden Daten wie zum Beispiel erwartete Niederschlagsmengen verschnitten und an die notwendigen Stellen weitergeleitet werden“, berichtet René Claussen, Leiter des Geschäftsbereichs IoT und digitale Lösungen bei Zenner International.

Stadtwerke, Feuerwehr oder technisches Hilfswerk können durch die aktuellen Informationen im Bedarfsfall sofort eingreifen und das Problem beheben – im Idealfall sogar noch bevor größere Schäden entstehen oder Leib und Leben in Gefahr geraten. Auch die Messung von Grundwasserpegelständen durch die LoRaWAN-Infrastruktur lässt sich künftig einfacher managen.

„Gerade Sensoren an unzugänglichen Orten können aufgrund der Möglichkeiten von LoRaWAN zuverlässig durch diese Technologie ausgelesen werden. Zudem kann die Öffentlichkeit – in Verbindung mit weiteren Applikationen – über diverse Kommunikationskanäle wie beispielsweise eine Bürger-App oder Smart City Dashboards über die aktuelle Situation informiert werden“, führt Claussen aus.

Starkregen- und Hochwasserschutz mit LoRaWAN

Um diese Mehrwerte für sich auszutesten, haben die Stadtwerke Schwerte im Rahmen des Starkregen- und Hochwasserschutzes ein Projekt zur Echtzeit-Überwachung von Pegelständen von stehenden Gewässern, Fließgewässern sowie an neuralgischen Punkten mit Unterstützung von Zenner gestartet. Eine wichtige Rolle spielen dabei IoT-Sensoren.

Ziel des Projekts im Anwendungsfeld Starkregen- und Hochwasserschutz war es, die Pegelstände für Hochwasser- und Regenrückhaltebecken zu erfassen, das Monitoring neuralgischer Punkte von Fließgewässern durchzuführen, Niederschlagsmessungen zu erheben sowie die Zustände von Schrankenanlagen zur Sperrung von potenziellen Überflutungsbereichen zu identifizieren. Dabei soll die Notwendigkeit von Vor-Ort-Kontrollen reduziert werden.

„Dafür wurden in einem ersten Schritt repräsentative Standorte, unter anderem der Stausee Gehrenbach sowie das Fließgewässer Mühlenstrang, bereits frühzeitig mit LoRaWAN-Sensoren ausgestattet. Derzeit werden in einem zweiten Schritt weitere Sensoren im gesamten Stadtgebiet ausgebracht. Denn mit LoRaWAN lassen sich die Daten von tausenden Geräten und Sensoren über weite Strecken schnell, sicher und mit minimalem Energieverbrauch übertragen“, so IoT-Experte Claussen.

Die verbauten Sensoren senden dabei die Zustandsdaten mittels LoRaWAN über das IoT an die entsprechenden Gateways – auch mit Blick auf die Datensicherheit, wie der Leiter IoT und digitale Lösungen erklärt: „Alle Daten werden vor der Übermittlung verschlüsselt.“ Im Rahmen des Schwerter Projekts sollen die Daten zudem in einem Dashboard visualisiert und damit potentiellen Anwendern wie der Feuerwehr oder Baubetriebshöfe zugänglich gemacht werden.

Verwaltung und Visualisierung in Element IoT

Die Verwaltung der Geräte und Datenströme erfolgt in Element IoT, der Plattform von Zenner IoT Solutions. Hier stehen den Nutzern über die integrierte Anwendung IDa flex verschiedene Monitoring-Funktionen zur Verfügung. „Die einfache Bedienbarkeit und die anschauliche Darstellung versprechen dabei eine hohe Akzeptanz“, so Claussen. Zudem können ungewöhnliche Betriebszustände über spezielle Alarm-Dashboards angezeigt werden. „Über entsprechende Schnittstellen wird es ermöglicht, die Daten zudem unkompliziert an die bestehende IT-Landschaft und damit zum Beispiel auch an Geoinformationssysteme anzubinden.“

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