Monitoring und prädiktive Instandhaltung
Wissen, was passiert, bevor es passiert? Gerade bei kritischer Versorgungsinfrastruktur wie Fernwärmenetzen und Wasserleitungen ist es wichtig, Störungen frühzeitig zu erkennen und Ausfällen vorzubeugen. Auf dem Weg zur Smart City werden immer mehr Objekte und Endgeräte der realen Welt mit Sensoren ausgestattet. Diese senden kontinuierlich Daten und ermöglichen damit Einblicke über den Ist-Zustand eines Objekts. Sie können aber auch dazu genutzt werden, tiefer gehende Analysen zu erstellen oder Prognosen über einen potenziellen Zustand in der Zukunft abzuleiten. Für diese vorausschauende Zustandsüberwachung braucht es eine sensible Messtechnik, intelligente Datenverarbeitung und eine klare Anwendungslogik.
Diagnostische Messtechnik
Die technische Grundlage fürs Monitoring
Die SWM betreiben ein sehr ausgedehntes Versorgungsnetz in den Sparten Gas, Wasser, Fernwärme, Fernkälte und Strom. Allein das Energie-Kabelnetz umfasst eine Gesamtlänge von über 12.000 Kilometern. Um die Versorgungsqualität zu sichern, wird der Zustand der Anlagen und Energiekabel laufend mit diagnostischer Messtechnik ermittelt und bewertet.
Dadurch sind wir in der Lage, potenzielle Schwachstellen rechtzeitig zu erkennen, Fehlerstellen zu lokalisieren und bei Bedarf Maßnahmen zur Instandsetzung einzuleiten. So werden Ausfälle vermieden und Ausfallzeiten reduziert, was bei kritischer Infrastruktur besonders wichtig ist. Die Anwendungsfälle dafür sind vielfältig.
Messwertübertragung aus Netztrafo-Stationen mittels LoRaWAN
Die SWM Netztrafo-Stationen können künftig kommunizieren: Ein Großteil der rund 5.000 Versorgungsanlagen im Münchner Stadtgebiet, die den Strom mit 10.000 Volt Spannung aus dem innerstädtischen Mittelspannungs-Verteilnetz auf das Spannungslevel der Hausanschlüsse heruntertransformieren, wird mit LoRa-Nodes ausgestattet.
Damit können die Stationen viele technische Kennzahlen übermitteln – etwa Strom- und Spannungswerte, Kurzschlussanzeiger oder ihre Temperatur. Sie übertragen die Daten alle 15 Minuten via LoRaWAN-Netz an die SWM Zentrale. So lässt sich das Verteilnetz noch gezielter überwachen und zuverlässig betreiben – auch bei durch E-Mobilität steigenden Anforderungen.
Weitere Informationen:
IoT-Lösungen für Unternehmen
Wasserverlustmanagement
Wasser ist kostbar – daher beugen wir vor, um kein Wasser zu verlieren. Wir verfolgen verschiedene innovative Ansätze, um Wasserlecks noch besser zu orten und zu beheben. Mit der Nachtminimum-Methode in kleineren Bilanzzonen werden mittels LoRaWAN übermittelte Sensordaten von spezifischen Messpunkten einer Bilanzzone zu Echtzeitanalysen genutzt.
Weitere Informationen:
IoT-Lösungen für Unternehmen
Online-Diagnoseverfahren für Fernwärme-Netze
In Fernwärme-Netzen können spontane Lecks (sog. Leckagen) auftreten. Werden die betroffenen Gebiete nicht rechtzeitig abgetrennt, kann es zu einem Stillstand des Netzes kommen. Mit modernen Online-Diagnoseverfahren können Durchfluss- und Druckwellenmessungen ausgewertet und mit Data-Mining auf Muster überprüft werden. Damit können wir dann bewerten, wie wahrscheinlich ein Gebiet von der Leckage betroffen ist und es rechtzeitig abtrennen.
Ein erster Prototyp ist im Einsatz, der die eingehenden Prozessdaten rund um die Uhr ohne menschlichen Eingriff analysiert. Er kann Füllvorgänge, die auf das Netz wie Leckagen wirken, erfolgreich auswerten.
Freileitungs-Monitoring durch Messkugeln
Wir nutzen neuerdings ein System zur permanenten Überwachung von Freileitungen. Nach einem erfolgreichen Pilotversuch in 2022 werden aktuell weitere Sensoren beschafft. Die in den Leiterseilen eingehängten Messkugeln überliefern mittels LTE (Long Term Evolution, Mobilfunk-Standard) laufend Informationen an ein cloudbasiertes Auswertesystem, zur Temperatur des Leiterseils, zum Durchhang sowie zur Strombelastung. Angereichert durch strukturelle Merkmale und Wetterdaten können insbesondere Prognosen zur maximal verfügbaren Stromtragfähigkeit des Leitersystems getroffen werden.
Zustandsmonitoring für die Zeltdachkonstruktion im Olympiapark
Um die Sicherheit der Mitarbeiter*innen, Sportler*innen und Besucher*innen im Olympiapark zu gewährleisten, müssen die Olympiapark-Anlagen und insbesondere das ikonische Zeltdach in einem technisch sicheren Zustand sein. Wir führen regelmäßig Begehungen des Dachs durch, um es auf Beschädigungen zu überprüfen.
Wir prüfen verschiedene Möglichkeiten, die Zustandsbeurteilung des Zeltdachs zu vereinfachen und zu automatisieren. In einem ersten Praxistest macht eine ferngesteuerte Kamera vom Olympiaturm aus Bildaufnahmen des Dachs. Diese können im Anschluss (teil-)automatisiert am Computer ausgewertet werden. So müssen wir zukünftig weniger Begehungen durch Kletterpersonal durchführen.
Sensorbasierte Zustandsüberwachung von Containern
Zum Zustand von Containern und anderen befüllbaren Gütern im öffentlichen Raum Münchens gibt es häufig nur intransparente, analoge Daten. Sensorbasierte Zustandsüberwachung und datengestützte Optimierung soll Betreibern wie dem Abfallwirtschaftsamt München helfen, dieses Problem zu lösen.
Durch das LoRaWAN-Netz als Übertragungstechnik und den Aufbau einer IoT-Plattform verfügen die SWM über die Möglichkeit, eine end-to-end-Dienstleistung für potenzielle Kund*innen anzubieten. So entwickeln wir beispielsweise eine Schnittstelle, über die sensorerfasste Füllstandswerte von Altkleidercontainern abgerufen werden können.
Ein Anwendungsfall: Das smarte Schwimmbad
Vorausschauende Zustandsüberwachung wird meist im Kontext von Maschinen und Anlagen verwendet. Doch auch für die Sicherheit von Menschen kann Monitoring genutzt werden – zum Beispiel beim Schwimmen.
Im Südbad läuft das Pilotprojekt „Smartes Schwimmbad“. Künstliche Intelligenz hilft dabei, mögliche Gefahrensituationen im Wasser auch computergestützt zu erkennen. Auf das Becken gerichtete Videokameras erfassen die Bewegungen im Wasser. Aus den Bilddaten werden Bewegungsmuster abgeleitet, unmittelbar danach werden sie gelöscht. Die Fachkräfte im Bad bekommen Smartwatches, die in Echtzeit und mit genauer Positionsangabe warnen, falls das Bewegungsmuster im Wasser auf eine ungewöhnliche Situation und mögliche Gefahr hindeutet.
Auszeichnungen
