Leistungen & Projekte

Kopplung von HYDRO_AS-2D und FLORIS in einem interaktiven Simulationssystem

Kopplung von HYDRO_AS-2D und FLORIS in einem interaktiven Simulationssystem 1644 903 GR-Consult

Die Kopplung von numerischen Modellen und deren Einbettung in interaktive Simulationssysteme eröffnen für viele wasserwirtschaftliche Fragestellungen völlig neue Möglichkeiten und Perspektiven. Als „interaktive Simulationssysteme“ bezeichnen wir dabei Anwendungen, bei denen unmittelbar und vor allem auch während der Berechnungen in die Simulation eingegriffen werden kann. Vergleichbar dem Konzept eines Flugsimulators stehen die direkte Interaktion zwischen Simulation und Eingriff im Vordergrund. Das Wechselspiel zwischen Eingabe bzw. Maßnahme, Auswirkung und neuerliche Reaktion auf diese Auswirkung sind ist das zentrale Ziel der Anwendungen. In einem Pilot-System, das wir gemeinsam mit Hydrotec (Aachen) realisiert haben, haben wir alle technischen Detailpunkte geklärt, die nötig sind, wenn wir HYDRO_AS-2D und FLORIS koppeln und in ein User-Interface einbetten, über welches sechs Kraftwerke interaktiv gesteuert werden können. Der Vorteil der Kopplung von 1D und 2D liegt dabei auf der Hand: In dem Modell, welches einen über 200 km langen Abschnitt der Donau abbildet, werden alle Bereiche, die gut 1D gerechnet werden können, mit FLORIS berechnet. Für Bereiche, in welchen 2-dimensionale Strömungen und Vorgänge, bei welchen wir die Fließwege nicht a priori kennen, dominieren, wird die hydrodynamische Situation 2D modelliert und visualisiert. Damit können selbst große Flusssysteme mit vergleichsweise hoher Performance berechnet werden und über das User-Interface kann direkt in die Simulation eingegriffen werden. Wir haben alle grundsätzlichen Überlegungen und die technischen Details zur Kopplung und Synchronisation im Sinne eines „proof of concept“ in einem Whitepaper beschrieben.  Die Umsetzung kann damit als Blaupause für vergleichbare Lösungsansätze dienen, denn es werden alle Aspekte beschrieben, die für die Umsetzung wichtig sind. (A.27) WP - Koppelung von Hydro_AS-2D und FLORIS in einem interaktiven Simulationssystem

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Themenschwerpunkt „Interaktive Simulationssysteme“

Themenschwerpunkt „Interaktive Simulationssysteme“ 1920 1040 GR-Consult

Navigationssysteme im Auto dienen schon lange nicht mehr nur der Bequemlichkeit, sondern sie sind zentrale Sicherheitsaspekte in einem immer dichter werdenden Verkehr. Dies ist auch der Grund, warum Navis – und auch immer mehr andere Assistenzsysteme – in Neuwägen Pflicht werden. Mit dem Themenschwerpunkt „Interaktive Simulationssysteme“ möchten wir gezielt die Anwendung von numerischen Modellen im Bereich der Wasserwirtschaft erweitern: Aufbauend auf bestehenden Modellen erstellen wir interaktive Simulationssysteme, die für Training und Ausbildung, aber vor allem auch als Assistenz-Systeme z.B. beim Betrieb von Kraftwerken oder Polder-Systemen verwendet werden. Bei der Entwicklung von interaktiven Simulations- und Assistenz-Systemen haben wir eigene Modelle, aber wir können de facto auch auf jedes bestehende Modell aufbauen. Gerne machen wir mit Ihnen eine Analyse, wie ihren „statischen“ Modellen zu modernen, interaktiven Systemen ausgebaut werden können.

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Hydrographische Messungen und Drohnenaufnahmen

Hydrographische Messungen und Drohnenaufnahmen 2560 1480 GR-Consult

In vielen Projekten sehen wir, dass spontane, ergänzende Messungen und Aufnahmen für die Arbeit in Projekten eine wertvolle Hilfe sind. Wenngleich es in praktisch allen mitteleuropäischen Flüssen regelmäßige hydrographische Aufnahmen gibt, können spontan durchgeführte Aufnahmen gerade dann wertvolle Erkenntnisse liefern, wenn sie zusätzlich zum Zeitplan der regelmäßigen Aufnahmen durchgeführt werden. Wir haben – auch weil wir teilweise bei der Entwicklung bzw. Einführung von Mess-Systemen involviert waren – Erfahrung und Netzwerke im Bereich Echolot, ADCP, Multibeam-Sonographie und Drohnenaufnahmen. Gerne organisieren und begleiten wir Messkampagnen, wobei wir auf Partnerfirmen im In- und Ausland zurückgreifen (z.B. Ocean Maps bei Multibeam-Sonographie, RDI bei ADCP und Hydrotec bei Drohnenaufnahmen).

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Simulations- und Trainingssystem für den Unteren Neckar

Simulations- und Trainingssystem für den Unteren Neckar 1500 836 GR-Consult

Als neuen Ansatz, um Wissen zu sichern und weiterzugeben, beauftragte EnBW AG die Entwicklung eines Pilotsystems für ein Simulations- und Trainingssystem für Wasserkraftwerke am unteren Neckar. Das Simulationssystem wurde für den etwa 55 km langen Abschnitt des Neckars von Guttenbach bis Schwabenheim erstellt. Auf diesem Abschnitt liegen sieben Kraftwerke und sechs Schleusenanlagen. Im Simulationssystem kann der Betrieb von Turbinen und Wehranlagen für beliebige hydrologische Szenarien interaktiv durchgespielt werden. Die Verwendung des Simulationssystems für Ausbildung und Training erlaubt es, dass innerhalb von kürzester Zeit Erfahrungen gesammelt werden können, die – weil die entsprechenden Ereignisse sehr selten sind – ohne Simulation nur über viele Jahre gesammelt werden können.

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DINO – Trainingspartner für die Wasserwirtschaft

DINO – Trainingspartner für die Wasserwirtschaft 2560 1480 GR-Consult

Nachdem wir vor fast 20 Jahren in Kooperation mit Rittmeyer AG einen ersten Trainingssimulator für das Wasserkraftwerk Flumenthal am Rhein (CH) entwickelt haben, sehen wir Trainingstools mehr denn je als wertvolle Optionen für die nachhaltige Ausbildung von Kraftwerkspersonal und die Erhöhung der Sicherheit: Wir sehen – aktuell demografisch bedingt – bei vielen Kraftwerksgesellschaften einen großen Wechsel beim Personal und damit verbunden auch den möglichen Verlust von langjährig aufgebautem Wissen. Mit interaktiven Simulationssystemen unterstützen wir die Sicherung und Weitergabe von Wissen. Die Interaktion fördert – im Sinne von „serious gaming“ – das unmittelbare Erkennen und Verstehen von Ursache und Wirkung, von Möglichkeiten und von Dingen, die nicht möglich sind. Mit unseren DINOs – eine Abkürzung für „Dynamic Implementation for Nifty Operation“ – gehen wir bewusst einen eigenen Weg: Wir setzen auf kurze Entwicklungszeiten, rasche Verfügbarkeit, die Konzentration auf das Wesentliche und damit auch ein hervorragendes Kosten-/Nutzen-Verhältnis für unsere Kunden.

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VIRTUAL RIVER 2D – Integration von HYDRO_AS-2D

VIRTUAL RIVER 2D – Integration von HYDRO_AS-2D 2560 1707 GR-Consult

Durch die Integration von HYDRO_AS-2D als 2D-Modell erweitern wir den Fokus von VIRTUAL RIVER auf all jene Anwendungsfälle, bei welchen flächige Überflutungen und Fließvorgänge, bei denen die Fließwege nicht a priori bekannt sind, im Vordergrund stehen. Klassische Anwendungen, bei welchen 2D-Modellierung wertvoll und sinnvoll ist, sind daher im Zusammenhang mit Poldersteuerungen, mit dem Hochwassermanagement und vor allem auch mit der Vorbereitung auf Extremst-Ereignisse zu sehen.

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Software-Update nach 13 Jahren

Software-Update nach 13 Jahren 1500 933 GR-Consult

Im Zusammenhang mit Aktualisierungen an den Trainingssimulatoren für die Kraftwerke Ruppoldingen und Gösgen (Betreiber Alpiq, Aare, CH) wurde im Simulator auch VIRTUAL RIVER aktualisiert. Mit dem Wechsel auf VIRTUAL RIVER 4.0 wurde das bisherige System VIRTUAL RIVER 2.0 abgelöst, wobei die hydrodynamischen Modelle, die mit FLORIS von der ETH Zürich entwickelt wurden, fast unverändert beibehalten werden konnten. Die lange Verwendung von VIRTUAL RIVER 2.0 unterstreicht, wie nachhaltig und robust das System konzipiert und umgesetzt wurde.

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FLORIS – ein neuer Rahmen für bewährte Numerik

FLORIS – ein neuer Rahmen für bewährte Numerik 2000 1333 GR-Consult

Mit der ETH und den Mitarbeitern der VAW verbindet uns eine 30-jährige, von freundschaftlicher Zusammenarbeit geprägte Geschichte. Diese begann, als im Jahr 1993 ein erster Regelungsmodul zur vertieften Modellierung der Kraftwerke geschrieben wurde. Im Jahr 2000 haben wir auf Basis einer Kooperationsvereinbarung die Entwicklung und den Vertrieb von FLORIS übernommen. Nachdem FLORIS als zentrales Element in der operationellen Hochwasserprognose im Einsatz ist, wurden wir von mehreren Hochwassernachrichtendiensten, sowie Verbundgesellschaft und VHP mit der IT-technischen Überarbeitung von FLORIS beauftragt. FLORIS wird komplett restrukturiert und kann künftig auch als DLL direkt in übergeordnete Programme integriert werden. Durch die Überarbeitung von FLORIS sichern wir die Investitionen der Hochwassernachrichtendienste in Österreich und Bayern und schaffen eine neue nachhaltige Basis für weitere Entwicklungen.

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VIRTUAL RIVER für Rückhaltebecken an der Emscher

VIRTUAL RIVER für Rückhaltebecken an der Emscher 1500 999 GR-Consult

Nachdem DHI die Konzeption und Gestaltung der Rückhaltebecken im Verbundsystem Mengede und Ellinghausen über Jahre hinweg begleitet hatte, hat GR-Consult die Modelle in ein System mit Virtual River übernommen. Durch die Einbettung der mit MIKE1D erstellten Modelle in VIRTUAL RIVER steht ein Test-System zur Verfügung, mit welchem die realen Regelungsmodule für beliebige hydrologisch-hydraulische Verhältnisse geprüft und abgenommen werden können. Bei Tests und Abnahme können die fertig programmierten Steuerungen (Siemens S7) via OPC-UA mit VIRTUAL RIVER kommunizieren und VIRTUAL RIVER stellt all jene Daten zur Verfügung, wie sie auch bei den realen Rückhaltebecken gegeben sind.

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Hochwasserprognose Leitha

Hochwasserprognose Leitha 2000 1500 GR-Consult

Nach den katastrophalen Hochwässern von 2002 an der Donau und vielen ihrer Zubringer, hat der HD Niederösterreich unter HR Labut einen Masterplan für die vollständige und NÖ-weite Neuaufstellung der Hochwasserprognose-Systeme erstellt. Mit der Fertigstellung des gemeinsam mit dem HD Burgenland entwickelten Hochwasserprognose-Systems für die Leitha wurde der letzte offene Punkte aus diesem Masterplan abgeschlossen. Wir sind stolz darauf, dass wir die Umsetzung des Masterplanes von Anbeginn begleiten durften und dass wir durch Modellierung, IT-Kompetenz und Projektmanagement zum Erfolg dieses Großprojektes beitragen durften. Unser besonderer Dank gilt allen Damen und Herren des Amtes der NÖ Landesregierung für das langjährige Vertrauen und die wunderbare Zusammenarbeit.

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