Qualitätssicherung nach DWA-M 145-2 – Paradebeispiel für praxisorientierte Entwicklung

Auch in Sachen Qualitätssicherung nach DWA-M 145-2 hat die ELW eine Vorreiterrolle übernommen und hebt das Datenniveau des Kanalnetzes auf eine neue Ebene. Das eingesetzte Modul nutzt die komfortablen Funktionen des Smallworld Quality Managers und stellt eine Auswahl der wichtigsten Qualitätsprüfungen bereit, die im DWA-Regelwerk aufgeführt sind. Dazu gehören zum Beispiel „Fließrichtungswechsel“, „Deckel- und Sohlhöhen im Wertebereich“ oder „Inspektionslängen“. Weitere Qualitätsprüfungen nach M-145-2 hat Mettenmeier im Rahmen des Projektes auf Wunsch der ELW neu realisiert. Enthalten sind die Prüfungen „Deckel und Bauwerkshauptpunkt identisch“, „doppelte Anschlüsse“, „Rohr-/Haltungsgefälle“ und „Entwässerungsverfahren“. Diese stehen mittlerweile allen Anwendern des Moduls optional zur Verfügung. Eine Möglichkeit zur Automatisierung von Qualitätsprüfung bietet das Modul zudem im Zusammenspiel mit der Projektverwaltung des Smallworld GIS.

Eine weitere wichtige aktuelle Anforderung der ELW an die Datenqualität ergibt sich aus der hydraulischen Kanalnetzberechnung und der Bereitstellung eines rechenfähigen Netzes. Hier ist es von Vorteil, dass durch die einfache Benutzeroberfläche des Moduls auch Mitarbeiter in den Prozess der Qualitätssicherung eingebunden werden können, die bislang nicht intensiv mit dem GIS arbeiten. Ein Beispiel ist der Bereich der Hydraulik und dort insbesondere die Prüfung und Bewertung von Datensituationen.

HYSTEM-EXTRAN Connector

Mit HYSTEM-EXTRAN führt die ELW selbständig Netzberechnungen durch. Für den Datenaustausch mit dem GIS ist der performante HYSTEM-EXTRAN Connector vorgesehen. Neue Möglichkeiten der Version 5.3 der Fachschale Kanal wie die Dokumentation von Teilerneuerungen in Haltungen ohne trennende Knoten erleichtern dabei die Abbildung eines rechenfähigen Netzes in der Bestandsdokumentation. Dabei ist die Datenqualität wichtige Voraussetzung für die Netzberechnung. In diesem Kontext haben sich zusätzliche Anforderungen an den Connector ergeben, wie zum Beispiel „Rückstausichere Abdeckungen“, „Verbindung Haltung auf Haltung“ und „Abmauerungen“. Auch hier liefen die Projektarbeiten bei der ELW Hand in Hand mit der Weiterentwicklung des Produktes. Die Einbindung vorliegender Flächendaten zum getrennten Gebührenmaßstab im GIS in den Connector ist eine Aufgabe, die aktuell noch als Projektarbeit zu lösen ist.

MGC Warehouse für offene GIS-Daten

Ein weiterer Meilenstein bei der Runderneuerung der GIS-Landschaft ist die Einführung des MGC Warehouse als WMS-Server. Dadurch öffnet die ELW das Smallworld GIS für die Nutzung der Daten im Intranet, in externen Programmen oder Web-Anwendungen. Die Kanalnetzdaten stehen damit als WMS-Dienst für andere Abteilungen der ELW und der Stadt Wiesbaden zur Verfügung. Konkret geplant ist zum Beispiel die Nutzung im Umweltamt Wiesbaden, das die Kontrolle der Indirekteinleiter und der Schadstoffeinleiter verantwortet. Wurden die Daten in der Vergangenheit manuell im Shape-Format ausgetauscht, kann der Zugriff auf die aktuellen Kanalnetzdaten künftig direkt durch die Systeme erfolgen. Auch die Stadtwerke in Wiesbaden erhalten einen Zugriff und können die Kanaldaten als Dienst im eigenen Smallworld-System darstellen.

Smallworld 5 – Digitaler Zwilling für Kanalnetze

Das Smallworld GIS hat mit der Version 5 einen großen technologischen Schritt gemacht. Neben der Unterstützung aktuellster Betriebssysteme und PC-Hardware sind es vor allem die modernen Benutzeroberflächen und eine deutlich schnellere Darstellung der Karte, mit denen die Arbeit spürbar leichter von der Hand geht. In der Fachschale Kanal bildet die Umstellung vom 2,5D- auf das 3D-Geometriemodell die Basis zur Nutzung der Daten in zukunftsweisenden Anwendungen der erweiterten Realität (AR – Augmented Reality). Zusammen mit der Möglichkeit, das Innenleben zu Sonderbauwerken in der aktuellen Version des Moduls Druckentwässerungssysteme zu dokumentieren ist dies ein wesentlicher Schritt in Richtung digitaler Zwilling zum Kanalnetz.

Teil der Dienstleistung war auch die skriptbasierte Ermittlung der DGM-Höhe für alle bestehenden Gas-Hausanschlüsse und die Befüllung des Attributes, die auch künftig bei der Neuerfassung und Fortführung automatisiert abgeleitet wird. Mettenmeier hat diese Einführung beratend begleitet und mit einer Schulung die Stadtwerke Walldürn in die Lage versetzt, nun eigene Visualisierungen zu erstellen und Höhen an beliebigen Punkten im Netzgebiet zu ermitteln. Die Erweiterung des Daten- und Funktionsmodells nach Regelwerk G 685 ist in der Smallworld Fachschale Gas ab Version GIS 5.3 standardmäßig enthalten. Für die Version 5.2 bietet Mettenmeier das Downgrade-Paket G 685 an.

Mettenmeier-Service für Ihr digitales Geländemodell im GIS

Mettenmeier unterstützt Netzbetreiber, um effizient zu einem flächendeckenden und hochauflösenden Geländemodell zu gelangen. Wir erstellen performance-optimierte Höhenkarten für das Ver- oder Entsorgungsgebiet und nutzen dafür die speziellen Geometriefelder, die zur Abbildung eines DGM im Smallworld GIS bereits standardmäßig zur Verfügung stehen.

Vorausschauende Planung durch Netzstudien

Ob die Netzkapazitäten langfristig ausreichen und an welchen Stellen die Netze ausgebaut oder punktuell verstärkt werden müssen, ermitteln die Fachleute der DONETZ seit 2022 großflächig mit Hilfe der Intelligent Grid Platform von envelio. „Auf Basis der bestehenden Netze berechnen wir langfristige Szenarien und erstellen Netzstudien über alle Netzebenen hinweg, vom Umspannwerk bis zum Hausanschluss“, erklärt Malte Engelhardt, Referent Asset Management bei der städtischen Muttergesellschaft DEW21. Ein weiteres Fokusthema ist die automatisierte Anschlussprüfung bis auf die Niederspannungsebene herunter. So plant die DONETZ mit der IGP auch vollumfänglich die Netzanschlussanfragen für Erzeugungsanlagen und Verbrauchseinrichtungen zu bearbeiten. Im Fokus steht dabei die Berechnung und Validierung der Netzverträglichkeit etwa von PV, Ladeinfrastruktur und auch Wärmepumpen. Gerade die Berechnungsmöglichkeit von Niederspannungsnetzen und deren Visualisierung ist dabei eine Stärke der IGP.

GIS liefert rechenfähiges Modell für das Niederspannungsnetz

Im Bereich der Netzdokumentation kommt in Dortmund das Smallworld GIS zum Einsatz. Hier werden die Netze in allen Facetten realweltkonform abgebildet, vom Übersichtsplan über die Schemapläne bis hin zum detaillierten Bestandsplan auf Mittel- und Niederspannungsebene. Diese Informationen auch für das Asset-Management nutzbar zu machen, ist eines der Projektziele bei der Kopplung von envelio IGP und Smallworld GIS. „In einem Pilotprojekt sind wir 2021 zunächst mit den Daten von einigen Umspannwerken gestartet“, so Malte Engelhardt. „Ende 2021 fiel dann die Entscheidung, das Projekt für das gesamte Netzgebiet umzusetzen. Da die Netzdaten bereits im richtigen Format vorlagen, erfolgte das Roll-out dann in kürzester Zeit. Die Systemintegration wurde im Rahmen des Projektes schließlich automatisiert, sodass nun wöchentlich ein aktuelles GIS-Extrakt über envelioConnect für die IGP importierbar ist.“

Maßnahmen auf den Weg bringen

In die Zielnetzplanungen der DONETZ fließen nicht nur die technischen und topologischen Parameter des Netzes aus dem GIS ein. Auch die Verbrauchsdaten lassen sich mit der IGP bis auf die Ebene der einzelnen Haushalte in die Berechnung einbeziehen. Ausgehend von dem rechenfähigen Netzmodell und den jährlichen Daten der einzelnen Hausanschlüsse erfolgt die Planung dadurch ganzheitlich unter Betrachtung der aktuellen Auslastungen. „Die Kunst von envelio ist die Integration der Verbrauchsdaten“, so Malte Engelhardt. Betrachtet wurden verschiedene Szenarien für den Netzausbau, zum Beispiel in den Randgebieten Dortmunds, in denen der Anteil der Ein- und Zweifamilienhäuser am größten ist und ein verstärkter Einsatz von Wärmepumpen ins Kalkül gezogen werden muss. Nachgelagert spielen aber auch Wohnungsbaugesellschaften eine Rolle, die Wärmepumpen in deutlich höheren Leistungsklassen bei der DONETZ beantragen. „Mit envelio konnten wir schließlich das benötigte Mengengerüst für das Zieljahr, das wir gebildet hatten, ableiten und die sinnvollen operativen Schritte planen. Nun geht es darum, die konkreten Maßnahmen für die nächsten Jahre auf den Weg zu bringen.“