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Bild: Kisters; iStock, nerosu

Cloud-Lösungen für kritische Infrastrukturen Wolkenbrüchen den Schrecken nehmen

09.05.2018

Es regnet ununterbrochen, der Niederschlagspegel steigt und steigt – damit Entwässerungs­betriebe jetzt gezielt eingreifen und das Schlimmste verhindern können, erhalten sie Hilfe aus der Cloud. Wer dabei auf den richtigen Anbieter setzt, kann sich ruhigen Gewissens auf sein Kerngeschäft konzentrieren und sogar noch Kosten sparen.

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Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungssysteme gehören zu den grundlegenden kritischen Infrastrukturen, die mit höchster Sicherheit betrieben und vor externen Beeinträchtigungen geschützt werden. Starkniederschläge, Hochwasserereignisse oder langanhaltende Trockenperioden können den Betrieb dieser Systeme erheblich beeinträchtigen. Die zunehmende Urbanisierung setzt sie zusätzlich unter Versorgungsstress und kann die Auswirkungen extremer Ereignisse weiter potenzieren. Moderne IT-Lösungen bieten viele Möglichkeiten, wasserwirtschaftliche Infrastrukturen auf diese neuen Anforderungen einzustellen.

Die Lösungen können je nach Ausprägung sehr umfangreich sein und benötigen teilweise professionelle IT-Kenntnisse für den lokalen Betrieb. Während ein Großteil der größeren Betreiber von kritischen Infrastrukturen die notwendigen technischen Einrichtungen vorhalten kann, sind kleinere Betreiber, Unternehmen, Städte und Gemeinden auf sich gestellt. Abhilfe schaffen Online-Lösungen, die lokale Informationen mit hoher Sicherheit und zu geringem Aufwand und Kosten liefern können. Diese dienen nicht nur dem Schutz kritischer Infrastrukturen; sie können auch in anderen wasserwirtschaftlichen Bereichen von Nutzen sein und die Verantwortlichen entlasten.

Cloud-Lösungen statt Lizenzsoftware?

Angesichts des steigenden Einflusses von IT auf die Wasserver- und -entsorgungsprozesse ist sichere Informationsverarbeitung zu einem Schlüssel für die Versorgungs- und Trinkwassersicherheit und den optimalen Netzbetrieb geworden. Insbesondere die Betreiber kritischer Infrastrukturen müssen sich auf sichere Software und Daten verlassen können und folglich in ihren IT-Systemen für Datensicherheit und Datenschutz in höchstem Maße sorgen. Trotz anfänglicher Skepsis geht auch im wasserwirtschaftlichen Bereich der Trend zu Cloud-Lösungen anstelle des lokalen Betriebs der eigenen Lizenzsoftware. Die Cloud-Lösungen sowie cloud-basierte Informationsdienste stellen aber nur dann eine echte Alternative dar, wenn sie entsprechende Zertifizierungen und Sicherheitsauflagen erfüllen.

Cloud-Lösungen sind IT-Services, auf die Anwender über das Internet zugreifen. Ohne eine Lizenz erwerben zu müssen, können sie die Software nutzen – komplett oder teilweise, mit einer bestimmten Anzahl von Usern, über einen bestimmten Zeitraum. Dabei müssen sie die Software nicht auf eigenen IT-Systemen betreiben: Beim Software-as-a-Service (SaaS) greifen alle Anwender auf eine Lösung im Rechenzentrum des Anbieters zu, arbeiten aber durch strikte Mandantentrennung nur mit ihren eigenen Daten. Ein zertifizierter IT-Service-Provider wie Kisters betreibt und verwaltet die Software im hauseigenen Data Center und verantwortet die IT-Infrastruktur. Die IT-Experten des Anbieters kümmern sich um Sicherheitsaspekte, Wartung und Pflege der Systeme und Software- und Hardware-Updates, damit die Services stets aktuell sind – auch in puncto gesetzlicher Anforderungen und Regularien für die Wasserwirtschaft. So bleibt den Anwendern mehr Zeit für ihre fachlichen Kernprozesse, sie benötigen selbst keine IT-Spezialisten und die Kosten sind überschaubar und gut kalkulierbar.

Cloud-Lösungen bieten meist die komplette Funktionalität zu einem vernünftigen Preis. Dieser richtet sich etwa nach der User-Anzahl oder der Größe eines Gebiets, für das ein Informationsdienst benötigt wird. Zusätzliche Optionen sind etwa Backup- und Update-Service, Monitoring und administrativer Support. Der Betrieb eines Systems als Cloud-Lösung ist schnell verfügbar und erfordert geringe Investitionskosten. Damit auch die Betreiber kritischer wasserwirtschaftlicher Infrastrukturen die Cloud nutzen können, müssen Service-Anbieter ein umfangreiches Sicherheitskonzept bieten. Das betrifft sowohl den sicheren Betrieb der Lösungen in einem zertifizierten Rechenzentrum mit sicherem Datenzugriff und -speicherung als auch den Schutz der Kundendaten. Ein hohes Sicherheitsniveau entsteht durch die Kombination organisatorischer und technischer Maßnahmen und durch die ständige Überprüfung von Infrastruktur, Prozessen, Produkten und Mitarbeitern aus Sicht der Informationssicherheit.

Dazu gehören:

  • Physikalische Sicherheit (eines Rechenzentrums): Durch Integration in Gebäude und Sicherheitsinfrastruktur, Hochverfügbarkeitskonzept für komplette Server- und Zugriffsarchitektur, Absicherung der Stromversorgung über USV und NEA, Klimatisierung und Brandschutz, Zutrittsschutz mit Raum- und Gebäudeüberwachung

  • Sicherer und performanter Zugriff über das Internet: Breitbandige Internetanbindung abgesichert über Back­up-Leitung und Zugriff auf die SaaS-Lösungen über TLS und VPN

  • Modernes Storage- und Hochverfügbarkeitskonzept: Mehrpfadige Plattenanbindung der Applikations-Server, Server- und Datenbank-Clustering, Anbindung der Server an hochverfügbare SSD-Plattensysteme, 24/7-Monitoring der Systeme

Die Vertrauenswürdigkeit eines IT-Anbieters lässt sich leicht anhand der relevanten Zertifizierungen überprüfen. Hierbei sind insbesondere zwei Zertifizierungen ausschlaggebend. Zum einen die ISO 27001 für Informationssicherheitsmanagementsysteme, die das gesamte Cloud-Angebot – von der technischen Infrastruktur über die Betriebsprozesse bis hin zum Personal – umfassen sollte. Zum anderen sollte die TÜV-Zertifizierung des Rechenzentrums als Trusted Site Infrastructure (TSI) die physikalische Sicherheit des Rechenzentrums und der dafür genutzten Gebäude bestätigen. Ein Beauftragter für Informationssicherheit und Datenschutz oder Chief Information Security Officer (CISO) koordiniert die Informationssicherheitsmaßnahmen sowie ihre kontinuierliche Verbesserung und Dokumentation – mit dem Ziel der höchstmöglichen Sicherheit.

Angebote für die Wasserwirtschaft

Es gibt verschiedene wasserwirtschaftliche Bereiche, in denen Online-Lösungen rund um Niederschlagsvorhersage, Berichtswesen und Betriebsoptimierung zum Einsatz kommen. Dazu gehören maßgeschneiderte interaktive Cloud-Informationsdienste (lokale Prognosen und Warnungen vor extremen Wetterlagen), Datenanalysen unternehmensspezifischer (Mess-)Daten und Entdecken von betriebsrelevanten Informationen und Optimierungsmöglichkeiten (Messdatenmanagementsysteme) und die Erfüllung der Berichtspflichten, für die sich die Anschaffung einer eigenen Software nicht lohnt (Meldepflichten an Aufsichtsbehörden).

Die folgenden Einsatzbeispiele sind eine Auswahl aus den zertifizierten Cloud-Lösungen, die Kisters bietet. Hierbei liegen die Software sowie sämtliche Daten sicher auf Rechnern im zertifizierten Rechenzentrum in Aachen und sind somit vor unbefugtem Zugriff geschützt. Dort betreibt Kisters sowohl die interne IT-Infrastruktur als auch die Cloud-Lösungen für die Kunden und setzt ein möglichst hohes Sicherheitsniveau um, schon allein aus eigenem Interesse. Anwender greifen über das Web zu, können mit den Lösungen interagieren und erhalten individuelle Informationen und Auswertungen.

Um die Auswirkungen von starken Niederschlagsereignissen zu begrenzen, sind rechtzeitige, möglichst präzise lokale Informationen und Vorhersagen nötig. Üblicherweise prognostizieren Wetterdienste die Regenwahrscheinlichkeit und den erwarteten täglichen Niederschlag für ein größeres geografisches Gebiet. Dabei sind die Daten oft zu grob, um belastbare Schlüsse zu ziehen, und stehen nur als Daten-Feeds anstatt als direkt nutzbare Informationen zur Verfügung. Hier setzt der Cloud-Service Hydromaster an. Er bietet einen Live-Web-Service zum Betrachten, Analysieren und Archivieren von historischen, aktuellen und kommenden Niederschlagsereignissen im Internet-Browser. Er integriert detaillierte Radardaten und gemessene Niederschlagsdaten in Echtzeit, erstellt Prognosen und Statistiken und visualisiert die Informationen in Karten, Graphen und Tabellen.

Anwender, die den Hydromaster-Service abonnieren, erhalten Informationen passend zu ihrem Bedarf und für ihre lokale Situation. Sie können nicht nur ihre eigenen Hotspots, Zonen und Einzugsgebiete eingeben, sondern auch eigene Warnungen definieren und ihr eigenes Dashboard mit für sie relevanten Informationen erstellen. Mit seiner hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung und detaillierten Warnfunktionen hilft der Service loka­len Behörden, Städten und Gemeinden, Infrastrukturinhabern und Versorgungsunternehmen, besser auf Extremereignisse vorbereitet zu sein und rechtzeitig die nötigen Maßnahmen treffen zu können.

Betreiber von Entwässerungsnetzen sind hierzulande verpflichtet, turnusmäßig über das tatsächliche Betriebsverhalten ihrer Anlagen an die Aufsichtsbehörden Bericht zu erstatten. Zwar ist die kontinuierliche Erfassung von Betriebsdaten an Sonderbauwerken und Regenbecken seit vielen Jahren Alltag bei den Betreibern – aber die Berichterstattung kostete bisher viel Zeit und den Einsatz von Spezialsoftware und verursachte damit hohe Kosten. Die Cloud-Lösung Regenbecken.Online unterstützt Entwässerungsbetriebe effizient bei der Abwicklung des Berichtswesens, ohne dass sie selbst eine teure Lizenzsoftware installieren müssen. Sie erzeugt in nur wenigen Arbeitsschritten Betriebsberichte entsprechend der Behördenvorgaben. Kanalnetzbetreiber laden einfach im Web-Browser per Drag & Drop ihre Betriebsdaten hoch und erhalten auf Knopfdruck Berichte im PDF-Format und individuelle Auswertungen.

Zusätzlich erkennen Anwender in den übersichtlichen Auswertungen und Grafiken schnell den Zustand ihres Netzes und Verbesserungsmöglichkeiten für ihren Betrieb, etwa in puncto Effizienz, Kosten oder Umweltschutz: So können sie beispielsweise teure Drosselkalibrierungen durch Auswertung und Überprüfung des tatsächlichen Entleerungsverhaltens vermeiden. Oder sie identifizieren ineffiziente Pumpen und sparen dadurch Energie. Zusätzlich lassen sich Umweltbelastungen durch die Überprüfung von Schaltpunkten in der Steuerungslogik reduzieren. Außerdem können Versorger erkennen, welche Becken seltener einstauen oder überlaufen und können darüber gegebenenfalls Reserven mobilisieren. Nicht zuletzt kann der Einbau und Betrieb vorhandener Sensoren mit Hilfe der Aufdeckung von strukturellen Messfehlern verbessert werden.

Mehr Zeit für das Kerngeschäft

Cloud-Lösungen werden immer beliebter, nicht nur in der Wasserwirtschaft. Sie bieten aktuelle hochverfügbare Systeme zu kalkulierbaren Kosten und verursachen keinen Zeitaufwand für die Administration der IT-Infrastruktur. Sie sind zudem kurz­zeitig nutzbar und helfen, die gesetzlichen Regeln für die Prozessabwicklung umzusetzen. Die Resonanz auf die Kisters Cloud-Lösungen Hydromaster und Regenbecken.Online sowie auf die Angebote für die Energiewirtschaft ist positiv. Anwender schätzen die Individualität der Lösungen, die vielfältigen Analysemöglichkeiten, die bereits aus der Lizenzsoftware bekannt sind, sowie die kundenfreundlichen Nutzungs- und Zahlungsbedingungen. Der Markt bietet viele Ideen für die Weiterentwicklung der bestehenden Online-Angebote sowie für neue Anwendungen. Oft entstehen auch Synergien zwischen Anwendungsfeldern, etwa aus der Wasser- und Energiewirtschaft.

Bildergalerie

  • Hier herrscht Sicherheit: Zertifizierte IT-Service-Provider betreiben und verwalten Cloud-Software im sicheren Data Center und übernehmen die Verantwortung für die IT-Infrastruktur.

  • Daten auf Knopfdruck: Kanalnetzbetreiber können ihre Betriebsdaten in Cloud-Lösungen wie Regenbecken.Online laden und erhalten Berichte im PDF-Format und individuelle Auswertungen.

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