Projekt „Position Accuracy Improvement“

Das aktuelle Geoinformationssystem von GEL basiert auf einer handdigitalisierten Version der amtlichen Übersichtskarte 1963/79. GEL hat diese Karte manuell mit dem Smallworld GIS über den DXF-Exporter aktualisiert. Die Pflege der Karte ist zeitaufwendig und problematisch, wenn der Zugang zu den Bau- und Abrissplänen der Gebäudeinfrastruktur der Insel nicht verfügbar ist, sodass die Karte nicht vollständig maßstabsgerecht ist und nicht als Referenz für reale Koordinaten verwendet werden kann.

Das Projekt zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit (Position Accuracy Improvement) zielt darauf ab, alle Netzkomponenten und deren genaue Lage an einer neuen Karte auszurichten, die auf dem geodätischen Referenzsystem WGS84 basiert. Die besondere Herausforderung dabei: Der Versatz zwischen der aktuellen und der Zielkarte ist nicht konsistent, sondern unterscheidet sich in Länge und Richtung bezogen auf die Referenzpunkte. Das bedeutet, dass jedes Netzobjekt um einen etwas anderen Wert verschoben werden muss, um es an seiner korrekten Position zu platzieren. Gesucht wurde also ein Dienstleister, der diese Herausforderung annimmt und einen international wettbewerbsfähigen Standard liefern kann.

Bis zu 10 Meter Abweichung

Für die Mettenmeier GmbH, die im Dezember 2019 den Zuschlag für dieses Projekt erhielt, galt es also, die kompletten Stromnetzdaten von Guernsey an die neue Geobasis anzupassen. Diese summieren sich auf 2.100 Kilometer, aufgeteilt in 15 Gebiete. Dabei wurden zwischen alter und neuer Grundkarte Abweichungen zwischen 0,5 m und 10 m festgestellt. Von einer echten Mammutaufgabe spricht daher Jürgen Rehrmann, Netzdaten-Experte bei Mettenmeier: „Für den Projekterfolg mussten wir die richtigen Zutaten finden, denn durch die stark veränderte Grundkarte gibt es einen hohen Abstimmungsbedarf zwischen Mettenmeier und GEL. Pflicht sind also ein kompetentes Team und eine leistungsstarke Software. Das Team besteht aus ca. 30 erfahrenen Fachkräften bei unserem indischen Partner Aabsys und weiteren fünf Mitarbeitern für Projektmanagement und Qualitätssicherung bei Mettenmeier in Paderborn, die durch spezielle GIS-Tools insgesamt eine hohe Projektleistung erzielen.“ Zum Einsatz kommt das Smallworld-Tool „Easy Moving“, mit dem die Leitungen und ihre Bemaßungen mit wenigen Mausklicks an die richtige Position verschoben werden. Am Ende der Bearbeitung sind alle Bemaßungen auf der exakten Referenz der Geodatenbasis, keine Bemaßung hängt mehr in der Luft. Alle geometrischen Bedingungen wie Gradlinigkeiten und Parallelen sind wiederhergestellt.

Langfristige Zusammenarbeit

Das Projekt hat eine geplante Laufzeit von rund 9 Monaten. Bis August 2020 konnte das Mettenmeier-Team die kompletten 2.100 Kilometer Stromnetz bearbeiten und bereits 13 von 15 Gebieten qualitätsgesichert ausliefern. Trotz der globalen Pandemie ist das Projekt damit voll auf Kurs. Inzwischen erstreckt sich die Zusammenarbeit mit der GEL auch auf den Softwarebereich. So leistet Mettenmeier seit April 2020 den Support für das Smallworld GIS.

The Island of Guernsey

Britische Inseln mit französischem Flair: Zu Guernsey gehören fünf natürlich schöne und vielfältige Inseln im Ärmelkanal mit atemberaubenden Klippenwegen, abgelegenen Buchten, einem unberührten Naturschutzgebiet und einer geschäftigen Hafenstadt.

Guernsey in 48 Stunden

Als im Dezember 2019 drei GIS-Experten der Mettenmeier GmbH von Paderborn nach Guernsey aufbrachen, standen für die Delegation acht Stunden Flug bevor. Von Düsseldorf ging es zunächst nach Manchester, dann weiter nach Southampton und von dort auf die Insel Guernsey im Ärmelkanal. Für eine Inselrundfahrt blieb nur wenig Zeit, denn es galt, das Stromnetz und die Netzdokumentation von Guernsey Electricity Ltd. unter die Lupe zu nehmen, das Team kennenzulernen und das GIS-Datenmodell zu analysieren. Nach einem langen Workshop-Tag ging es mit vielen wichtigen Erkenntnissen im Gepäck und tollen Eindrücken von der Insel auf gleichem Wege wieder zurück in die ostwestfälische Domstadt, wo direkt im Anschluss die Projetarbeit aufgenommen wurde.

Zwei Systeme am Puls der Versorgung

Um die Versorgung der NRW-Landeshauptstadt mit Strom, Gas, Wasser und Wärme sicherzustellen, betreibt die Netzgesellschaft Düsseldorf eine Reihe von Expertensystemen, die den reibungslosen Betrieb der kritischen Infrastrukturen unterstützen und alle aktuellen Sicherheitsanforderungen erfüllen. Die Leitstelle setzt dafür das SCADA-System PSIcontrol und die Software PSIcommand ein. Geschultes Personal überwacht und steuert damit die Anlagen und Netze und leitet mit der Software auch die Störfalleinsätze. Im Bereich der Netzdokumentation kommt in Düsseldorf das Smallworld GIS zum Einsatz, das mit seiner Datenbasis die Rolle eines führenden Systems einnimmt. Hier werden die Netze in allen Facetten realweltkonform abgebildet, vom Übersichtsplan über das Kataster, die detaillierten Bestandspläne der einzelnen Sparten bis hin zu Schemaplänen und den Innenleben von Anlagen. Diese Informationen auch für die Leitstelle nutzbar zu machen und damit eine redundante Datenaufbereitung zu vermeiden, war das Projektziel bei der Kopplung der PSI-Systeme und des Smallworld GIS.

Austauschdatenbank für sicheren Datentransfer

Für die beauftragten Projektpartner GE und Mettenmeier galt es also, ein Schnittstellenkonzept umzusetzen, damit die GIS-Daten sicher und validiert in das Leitsystem überführt werden. Die Besonderheit dabei war, dass die Systeme nicht direkt gekoppelt werden durften. Dies liegt an den grundverschiedenen Datenmodellen der beiden Systeme – das Leitsystem benötigt die GIS-Daten in einer komplett anderen Form. Außerdem muss aus Sicherheitsgründen immer eine Validierung erfolgen, bevor die Daten in das Onlinedatenmodell von PSI übernommen werden dürfen. Daher spielen auch Faktoren wie die Datenqualität im GIS und die Einhaltung von ISMS-Standards eine entscheidende Rolle. Der Weg führte also über eine PSIAustauschdatenbank auf der Basis von Oracle, in der eine eigene Qualitätsprüfung stattfindet. Diese Datenbank ist wie eine Schublade zu verstehen, in welcher die GIS-Daten (Betriebsmittel, Gebäude usw.) zwischengespeichert, validiert und von dort aus in PSI bereitgestellt werden.

Intelligentes Datenmapping

Die eigentliche Intelligenz der Lösung steckt in der GIS-Schnittstelle, die auf dem GE-Exporter basiert, welcher auch bei der GIS-Kopplung mit anderen Leitsystemen eingesetzt wird. In der Schnittstelle werden unter anderem die Koordinaten umgerechnet, Grafiken und Geometrien werden transformiert, Smallworld-Objekte werden den Netzen zugeordnet und die Netze werden topologisch für PSI aufbereitet. Beim Datenmapping ging die Projektarbeit tief ins Detail: von Feldlängen, dem Aufsplitten und Zusammenführen von Feldern bis hin zur Erzeugung von Zählmechanismen. Zudem galt es zu berücksichtigen, dass nur die relevanten Objekte übernommen werden.

Beim Projektstart im Jahr 2015 begannen GE und Mettenmeier zunächst mit einer Rohrnetzsparte, für die in enger Abstimmung mit dem Fachbereich das Pflichtenheft geschrieben und inklusive des Datenmappings für Oracle umgesetzt wurde. Mit diesen Ergebnissen und der Lernkurve im Rücken konnte die Schnittstelle auch für die restlichen Sparten umgesetzt und die Lösung 2016 in Betrieb genommen werden. „Wir sind mit dem Zusammenspiel der Projektpartner und dem Ergebnis, das uns GE und Mettenmeier geliefert haben, heute sehr zufrieden“, bestätigt Stefan Schenk vom Fachbereich Prozesstechnik der Netzgesellschaft Düsseldorf. Mittlerweile werden die GIS-Daten einmal pro Monat im Leitsystem aktualisiert. Zum Schnittstellenlauf gehört dann auch jedes Mal eine automatisierte Erzeugung der entsprechenden Anlagenbilder (Schemapläne, Anlagenpläne usw.) durch PSIcontrol.

Aktuell setzt die Netzgesellschaft Düsseldorf die Systeme in den Versionen Smallworld GIS 4.3.0.1 und PSIcontrol 4.3 ein. Auf dieser Basis läuft der Schnittstellenbetrieb bereits seit 2016 stabil. Pläne zur Erweiterung der Lösung ergeben sich vor allem aus dem geplanten Releasewechsel und der damit verbundenen künftigen Nutzung neuer Funktionen im SCADA-System PSIcontrol.