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Waterbox hilft Smart Cities die Wasserversorgung zu optimieren

Autor Rainer Michael Semper am 16.5.2017

In M2M, Netz, Automatisierung, Bauwesen, NBIoT

Smart City Wasserversorgung

Die städtische Wasserversorgung ist eine der wichtigsten Lebensadern für Städte. In vielen Metropolen sorgt ein veraltetes Netz regelmäßig für Überschwemmungen aber auch Trockenheit. Smart-City-Anwendungen können dabei helfen, die Versorgung effizienter und sicherer zu machen.

Wie das funktionieren kann, zeigt die Waterbox. Lesen Sie in diesem Blogbeitrag, warum das kleine Gerät nicht nur zur Wasserzähler-Fernablesung dient, und wie es der neue Mobilfunkstandard NB-IoT noch leistungsfähiger macht.

Wasserschäden gehören zum städtischen Alltag

Wenn ein Rohr der städtischen Wassernetze platzt, dann ist meist Feuer am Dach: Erst im Februar 2017 traten etwa 100.000 Kubikmeter Wasser aus, weil unweit der Alten Universität in Wien eine Hauptwasserleitung geborsten war. Aufgrund des Vorfalls sperrten die Behörden einige Gebäude in der Nähe, darunter auch die Akademie der Wissenschaften. Die hatte enormes Glück: Im Keller gelagerte wertvolle Bücher waren erst kurze Zeit vor dem Unglück weggebracht worden. Die Wasserfluten hätten Sie sonst vernichtet.

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Solche Unfälle sind in großen Städten nichts Ungewöhnliches. Wien hat eine vergleichsweise robuste Wasserversorgung. London etwa hat es bisher versäumt, sein einst zu den modernsten der Welt gehörendes Wasserleitungsnetz zu modernisieren. Das marode Rohrsystem ist heute nicht nur für Brüche anfällig, sondern lässt auch 200 Liter Trinkwasser pro Haushalt und Tag ungenutzt im Untergrund versickern. Kurios: London hat zwar das Image als verregnete Stadt. Dennoch leiden ihre Bewohner mitunter an Trockenheit.

Eine smarte Stadt braucht auch eine smarte Wasserversorgung

Will man eine Stadt  smart machen, dann steht die Erschließung und Bereitstellung von Trinkwasser und Betriebswasser ganz oben auf der Liste. Denn ohne Wasser gibt es kein Leben. Ein städtisches schon gar nicht. Im Jahr 2050 sollen bereits zwei Drittel der gesamten Weltbevölkerung in Städten leben. Eine unverlässliche Versorgung in den Megastädten der Zukunft, in denen 30 oder 50 Millionen Einwohner leben, will man sich erst gar nicht vorstellen.

Waterbox-Schacht-nah.jpgDas Internet der Dinge bzw. Smart-City-Anwendungen können einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, die Versorgung der städtischen Bewohner effizienter und sicherer zu machen. Wie das konkret funktionieren kann, zeigt die Waterbox der Firma WikonDas Gerät fungiert als Predictive Maintenance Lösung, überwacht das Rohrnetz und ermöglicht die Wasserzähler- Fernablesungen von autarken Messstellen aus. Es hilft den Wasserversorgern also, mit einfachen Produkten eine Wasserzähler-Fernablesung aufzubauen. Das smarte System funktioniert dabei wie folgt:

1) Waterbox verbindet Großwasserzähler mit Außenwelt

Die Waterbox wird mit den Großwasserzählern der Wasserversorger per Plug’n’Play verbunden. Der nur 800 Gramm schwere Apparat ist wasserdicht, verfügt über eine externe Antenne und eine spezielle SIM-Karte. Das Gerät funkt derzeit über GSM. Dank einer High-Security-Direktanbindung an das T-Mobile-Austria Netz ist eine Datenübertragung selbst bei schlechtem Empfang möglich. Dies ist deshalb wichtig, weil die Wasserzähler meist in Schächten oder Kellern angebracht sind. Plätze jedenfalls, die durch das Mobilfunknetz oft nur schlecht abgedeckt sind.

2) Fernablesung macht Besuch in Schächten und im Kanal überflüssig

Die Waterbox erhebt nun stündlich den vom Wasserzähler erhobenen Verbrauch und speichert die Daten in einem Datenlogger. An jedem Vormittag sendet das Gerät die gespeicherten Verbrauchsdaten an das Datacenter des Wasserversorgers. Wikon Geschäftsführer Joachim Molz betont: „Kein Mitarbeiter muss mehr in die Schächte und Kanalsysteme steigen, um den Zählerstand beispielsweise am Monatsende zu erfassen. Alle Werte liegen täglich vor.“

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3) Verbrauchsdaten können direkt ins Abrechnungssystem fließen

Im DataCenter selbst werden die Werte grafisch und tabellarisch aufbereitet. Alle Daten sind jederzeit per gesichertem Zugang oder per App abrufbar. Die Daten können auch über unterschiedliche Schnittstellen in andere Systeme integriert werden. Manche Wasserversorger nutzen die Waterbox auch zur Abrechnung mit ihren Kunden. „Die Daten werden dabei automatisiert in die Abrechnungssysteme der Versorger übertragen“, ergänzt Wikon Vertriebschef Lars Bremen. Teilweise haben die Endverbraucher Zugang zu ihren im Datacenter gespeicherten Verbrauchsdaten. Bremen: „Sie können so Rückschlüsse auf ihren Wasserverbrauch ziehen, und die Endabrechnung wird so nicht zu einer Überraschung.“

4) Bei Anomalien schlägt die Waterbox sofort Alarm

Die Waterbox ist imstande, gemeinsam mit dem DataCenter Unregelmäßigkeiten in kürzester Zeit zu erkennen. Dann setzt das System einen Alarm in Form einer SMS oder einer E-Mail ab. „Damit kann die Ortung und die Behebung des Schadens schnellstmöglich eingeleitet werden“, sagt Molz. So verhindert die Waterbox, dass sich ein kleines Leck zu einem folgenschweren Rohrbruch auswächst.

5) Das Gerät arbeitet sechs Jahre lang autark

Die Waterbox selbst funktioniert autark. „Ein Austausch ist erst nach einer Eichperiode eines Wasserzählers notwendig“, sagt Molz. Denn bei einer stündlichen Zählerstanderfassung und täglicher Datenübertragung würde die Waterbox etwa sechs Jahre lang funktionieren. „Danach tauschen wir die Batterie aus und das Gerät kann nach etwaigen Softwareupdates direkt wieder für die nächste Eichperiode eingesetzt werden“, so der Wikon-Geschäftsführer.

6) Mit NBI-IoT lässt sich die Waterbox weiter verbessern

Durch den für die IoT- und M2M-Kommunikation optimierten Mobilfunkstandard NB-IoT lässt sich das Sendeverhalten der Waterbox weiter verbessern. „Wir werden an einigen Stellen auf Hilfsmittel wie eine externe Antenne verzichten können“, ist Vertriebschef Bremen überzeugt. Und: „Der geringere Stromverbrauch der NB-IoT-Modems und das schnellere Sendeverhalten sind dabei Aspekte, die unserer batteriebetriebenen Waterbox sehr entgegen kommen.“ Das Unternehmen hat die Waterbox übrigens schon seit 15 Jahren im Programm und bietet es mittlerweile in der dritten Generation an. Schon jetzt ist die Waterbox für den Einsatz in Kellern und Schächten optimiert. Durch den Einsatz von NB-IoT kann Wikon noch leistungsfähigere Varianten der Waterbox entwickeln und plant dies auch bereits.

Viele der großen Wasserversorger, wie etwa BerlinWasserBetriebe, Mainova oder Gelsenwasser, nutzen die Waterbox bereits. „Die Wasserversorgung Bayerischer Wald setzt unser Produkt seit über 12 Jahren ein und baut die Überwachung mit über 800 Waterboxen kontinuierlich aus“, verrät Bremen und ergänzt: „Mittlerweile gibt es ein eigenes Label namens Waldwasser, das die mit der Waterbox ausgestatteten Regionen beschreibt.“ Und auch in Österreich hat Wikon bereits Kunden. „Der Wasserverband Südliches Burgenland hat kürzlich die Waterbox für sich entdeckt und die Vorteile in der Auslesung verstreut liegender Wasserschächte rasch erkannt“, sagt Bremen. Ein weiterer Ausbau sei deshalb vorgesehen.

Fazit: Wie die Waterbox Smart Cities unterstützt die Wasserwirtschaft zu optimieren

Weil die Weltbevölkerung wächst und immer mehr Menschen lieber im urbanen Umfeld leben, wachsen unsere Städte kontinuierlich zu wahren Megacitys heran. Ein friedliches Zusammenleben ist dort nur dann möglich, wenn sowohl Ver- als auch Entsorgung effizient funktionieren. Jeden einzelnen Bürger mit ausreichend Wasser zu versorgen, ist eine wichtige Grundvoraussetzung.

Das Internet der Dinge erlaubt es, mit Smart-City-Anwendungen auch die Wasserversorgung zu verbessern. Lösungen wie die Waterbox zeigen, wie dies möglich ist. Anhand dieses smarten Gerätes verdeutlichen sich noch zwei Aspekte: Ein leistungsfähiges Mobilfunknetz wird immer mehr zum Rückgrat der modernen Gesellschaft. Und: Durch das Optimieren der Mobilfunknetze für die Kommunikation zwischen Maschinen  - Stichwort NB-IoT - ergeben sich weitere Möglichkeiten, um Smart Cities noch smarter zu machen.

 

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