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Hochschule Ruhr West

Institut Bauingenieurwesen (HRW BI), Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft, Hydrologie und Wasserbau

Das Fachgebiet befasst sich bereits seit der Berufung von Prof. Dr. Markus Quirmbach im Jahr 2013 schwerpunktmäßig mit den Themen Starkregen, Abflussmodellierung und Anpassungsstrategien an den Klimawandel. Seit der Gründung des institutsübergreifenden Forschungsschwerpunktes „Wasserökonomik und Wasserwirtschaft“ im Jahr 2016 wurden diese Themen um die Schwerpunkte Digitalisierung und Künstliche Intelligenz erweitert. Durch die Förderung des Projektes Smart Water im Rahmen des Förderprogramms FH STRUKTUR 2017 konnten im Zeitraum 2017 – 2021 Kompetenzen in den Bereichen Digitalisierung und Künstliche Intelligenz aufgebaut werden. Auf dieser Basis werden nun gemeinsam mit den langjährigen Erfahrungen der neusta sd west KI-basierte Vorhersagemodelle für Starkregen und Überflutungen entwickelt.

Institut Mess- und Sensortechnik (HRW MST)

Die Arbeitsgruppe von Professor Jörg Himmel hat eine breite Expertise in der industriellen Messtechnik, insbesondere mit Bezug zur Stahlindustrie. In der Vergangenheit konnten für dieses Fachgebiet mehrfach Förderungen für Verbundprojekte eingeworben werden. In der Umweltmesstechnik bearbeitete die Arbeitsgruppe bereits Themen zur Abflussbewertung in öffentlichen Kanalnetzen und zum in-situ Monitoring von Erosionsvorgängen. Zu diesem Zweck wurde von 2016-2019 erfolgreich das im Programm ZIM geförderte Projekt „Entwicklung einer Laborprüfzelle und eines In-situ-Monitoringsystems zur Erosionsprüfung“ in Zusammenarbeit mit dem Institut Bauingenieurwesen durchgeführt. Die Veröffentlichung der Ergebnisse erfolgte international in Form von Konferenz- und Journalbeiträgen („Detection of Density Changes in Soils with Impedance Spectroscopy“). Die Arbeiten sind eingebettet in den hochschulweiten Forschungsschwerpunkt „Berührungslose oder minimal-invasive Methoden“ des Institutes.

GELSENWASSER AG (GW AG)

Die GELSENWASSER AG ist ein Infrastrukturbetreiber und -dienstleister in den Sparten Wasser, Abwasser, Gas und Strom.

Rehabilitation und Erweiterung von Netzen, Anlagen und Sonderbauwerken, sowohl in planerischer als auch in strategischer Hinsicht (Stichwort: Substanzwert-, Prognosemodelle) gehören zu dem Kerngeschäft, das mit eigenen Ingenieur- und IT-technischen Mitarbeitern ausgeführt wird. Mit zahlreichen Kunden aus dem kommunalen Bereich ist GW über Konzessionen, Kooperationsmodelle, aber auch zunehmend über einzelne Dienstleistungsaufträge verbunden. So konnten in den letzten Jahren verschiedenste Referenzen in den Bereichen GIS-Betrieb Wasser/ Abwasser, Planung und bauliche Umsetzung von Sanierungs- und Erneuerungsmaßnahmen Wasser/ Abwasser, Generalent-wässerungsplanung, Überflutungsprüfung, Alterungsmodelle und Sanierungsstrategien erfolgreich umgesetzt werden.

Abwassergesellschaft Gelsenkirchen mbh (AGG)

Die Abwassergesellschaft Gelsenkirchen mbH führt seit 1996 die technische und kaufmännische Aufgabe, die sich aus der Abwasserbeseitigungspflicht der Stadt Gelsenkirchen (GELESENKANAL) ergeben.

Zu den Aufgaben der AGG zählen in erster Linie Planung, Bau und Unterhaltung der öffentlichen Entwässerungsanlagen. Auf einer Stadtgebietsfläche von 105 km² betreibt die AGG ca. 713 km öffentliche Abwasseranlage für die rund 265.000 Einwohner in Gelsenkirchen.

An der AGG sind zu 51% die Gelsenwasser AG, zu 26,5% die Stadtwerke Gelsenkirchen GmbH und zu 22,5% die Emscher Wassertechnik GmbH beteiligt:

Durch verschiedene Projekte zum Thema Starkregenrisikomanagement sowie den Erfahrungen aus den diversen Starkregenereignissen der letzten Jahre konnte die AGG bereits eine umfangreiche Wissensbasis im Umgang mit Starkregen aufbauen.

Universität Duisburg-Essen (UDE)

Das Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft (Prof. Niemann) an der Universität Duisburg-Essen setzt sich mit der Bewirtschaftung und Nutzung von Gewässern, dem Schutz vor Hochwasser sowie dem Schutz bzw. dem Erhalt natürlicher Gewässer auseinander. Derzeit promovieren in der Arbeitsgruppe sieben wissenschaftliche Mitarbeiter*innen und zwei Stipendiat*innen. Das Fachgebiet hat im Rahmen des Forschungskollegs „Future Water“ große wasserwirtschaftliche Datensätzen hinsichtlich der ökologischen Durchgängigkeit mit KI-Verfahren untersucht. Das Fachgebiet betreibt ein auf LoRaWAN basierendes LowCost-Sensornetzwerk für die Überwachung von Gewässern im Emschereinzugsgebiet. Im Rahmen einer aktuellen Promotionsarbeit werden zudem Verfahren des Maschinellen Lernens (ML) und ein trainiertes Modell auf Googles KI-Plattform zur stadtweiten Überwachung der blau-grünen Infrastruktur (BGI) angewendet (Habibipourzare und Niemann, 2020).

neusta analytics & insights GmbH (neusta)

Ein langjähriger Kompetenzschwerpunkt von neusta ist die Entwicklung nachhaltiger KI basierter Softwarelösungen für die Wasserwirtschaft. Weiterhin hat neusta das Plattform-Framework-Konzept ‚hetida‘ erdacht und erprobt, um skalierbare, maßgeschneiderte Advanced-Analytics-fähige Datenplattformen zu schaffen, auf der Künstliche Intelligenz performant genutzt werden kann. KI-Kompetenz, Software-Engineering und die Kompetenz in der Entwicklung und dem Betreiben von Datenplattformen ist in diversen branchenübergreifenden Projekten bereits demonstriert worden.

Auf dieser Basis werden nun gemeinsam mit den langjährigen Erfahrungen der Konsortialpartner eine Datenplattform und Fachanwendung (Warnsystem) mit einer anwenderfreundlichen Visualisierungsoberfläche entwickelt.

Assoziierte Projektpartner

Feuerwehr Gelsenkirchen

Die Feuerwehr Gelsenkirchen zählt ca. 400 Mitarbeiter*innen, die von knapp 300 Kameraden*innen der Freiwilligen Feuerwehr unterstützt werden. Über das gesamte Stadtgebiet verteilen sich vier kombinierte Feuer- und Rettungswachen mit sechs zusätzlichen Standorten des Rettungsdienstes. Die neun Löschzüge der Freiwilligen Feuerwehr sind entweder an den Feuer- und Rettungswachen untergebracht oder verfügen über einen eigenen Standort.

Mehr als 100 Mal am Tag rücken die Einsatzkräfte zu medizinischen Notfällen, Bränden und technischen Hilfeleistungen aus. Neben den üblichen Themen wie Brandschutz und Notfallrettung beschäftigt sich die Einsatzplanung der Feuerwehr Gelsenkirchen seit Jahren u. a. auch intensiv mit dem Thema Starkregenbewältigung in Notsituationen. Die Erfahrungen werden in KIWaSuS dabei helfen, die Lösung zielgerichtet am Bedarf der Anwender auszurichten

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW

Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV NRW) ist als Landesoberbehörde unter anderem im Naturschutz, technischen Umweltschutz sowie in Fragen des Klimawandels tätig. Es ist dem Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen unterstellt. Eine wesentliche Aufgabe stellt die Ermittlung und Bereitstellung wasserwirtschaftlicher Grundlagendaten für zahlreiche Anwendungen dar wie z.B. Hochwasserschutz, Starkregeninformationen und Forschung.

Zur Niederschlagserfassung betreibt das LANUV ca. 240 terrestrische Messstellen und lässt im Rahmen einer Kooperation mit den sondergesetzlichen Wasserverbänden flächendeckend hochaufgelöste Radarniederschlagsdaten für NRW aufbereiten. Diese Daten werden in KIWaSuS zur Entwicklung des Niederschlagsvorhersagemodells beitragen.

EMSCHERGENOSSENSCHAFT und LIPPEVERBAND

Die Emschergenossenschaft wurde am 14. Dezember 1899 als erster deutscher Wasserwirtschaftsverband gegründet. Seit ihrer Gründung ist die Emschergenossenschaft für alle Belange rund um die Emscher und ihrer Nebenläufe verantwortlich. Dazu gehören die Gewässerunterhaltung, der Hochwasserschutz, die Abwasserbeseitigung und das Regen- und Grundwassermanagement.

Die Emschergenossenschaft verfügt über einen umfangreichen Datensatz an terrestrischen und radarbasierten Niederschlagsmessungen. Zudem konnten jahrelange Erfahrungen in der Aufbereitung und statistischen Analyse von Niederschlagsdaten aber auch im Nowcasting gesammelt werden. Mit diesen Daten und Erfahrungen wird die Emschergenossenschaft dem Konsortium unterstützend zur Seite stehen.

LAMBRECHT meteo GmbH

Lambrecht meteo entwickelt und produziert seit 1859 professionelle Sensoren und Messlösungen für verschiedene klassische meteorologische und hochspezifische Umwelt- und Industriemärkte. Das Unternehmen ist ein führender Anbieter von Einzelsystemen, All-in-One-Wetterstationen und komplexen Messnetzen, in denen es auf Messgenauigkeit, Stabilität und Zuverlässigkeit ankommt.

Lambrecht meteo ist Teil der AEM-Gruppe. AEM vereint weltweit führende Unternehmen, um innovative Lösungen für die Klimamesstechnik und Umweltanalyse bereit zu stellen.

Die jahrzehntelange Expertise in der hochpräzisen Niederschlagsmessung dient dem KIWaSuS Projekt zur Referenzierung der Daten und Angleichung der Sensordaten in der Entwicklung.