SOFTWARE

Standard-Software

Mit Flux.DSS/DESIGNER haben wir ein Softwaresystem entwickelt, welches wahrscheinlich weltweit zu den effektivsten und umfassendsten 1D-Simulationswerkzeugen für große Gewässersysteme zählt. Aus diesem Grund wurde Flux.DSS/DESIGNER auch etwa 15 Jahre lang als hydraulisches Kern-System in der Hochwasservorhersage für Inn, Donau, Salzach, Enns und March verwendet.

 

Mit  Flux.OPERATIONAL haben wir in der Folge ein Nachfolge-System für die operationelle Verwendung von FLORIS-basierten Modellen entwickelt. Das System ist auf die Integration der Modelle in übergeordnete Systeme - z.B. in FEWS von Deltares - optimiert und steuert alle für die 1D-Simulation relevanten Abläufe. Die Visualisierung von Eingaben und Ergebnissen wurde aber gezielt ausgeklammert, da diese in der Regel von übergeordneten Systemen durchgeführt werden.


Mit Flux.VIRTUAL RIVER bieten wir ein Modell-System, welches für die Überprüfung von Steuerungs-Anlagen und -Strategien sowie als Kernsystem für Trainings-Simulatoren entwickelt wurde. Das System basiert auf der numerischen Simulation mit 1D- oder 2D-Modellen und kommuniziert mit angeschlossenen Modulen über Standard-Schnittstellen (OPC-UA). Eingaben und Steuer-Signale über diese Schnittstelle werden in den Modellen direkt umgesetzt und wirken sich unmittelbar in den Ergebnissen der Simulation aus.

Numerischer 1D-Kern in unseren Simulationssystemen ist FLORIS, für welches wir seit dem Jahr 2000 von der ETH Zürich auch die exklusiven und uneingeschränkten Entwicklungs- und Vermarktungsrechte erhalten haben. FLORIS enthält neben dem hydrodynamischen Kern auch sehr umfassende Module für die Modellierung von Sedimenttransport, Regelung und Kraftwerksbetrieb sowie für die Inverse Modellierung. Aktuell wird FLORIS von uns IT-technisch überarbeitet und wird im 11/2021 unter der Bezeichnung FLORIS-III zur Verfügung stehen. 

WEBSITE VIRTUAL RIVER

FOLDER VIRTUAL RIVER

VR4 - GIS view
vControl - sample tool
DINO Neckar
VR4 - Errors and Behavior - NEW
VR4 - graph view
VR4 - DemoClient
Individuelle Software-Systeme

Es gibt viele Fragestellungen, bei welchen einer individuellen Programmierung der Vorzug vor Standard-Lösungen zu geben ist.

Dies ist insbesondere immer dann der Fall, wenn (a) Teil-Aspekte von komplexen Abläufen automatisiert werden müssen,  (b) dabei Systeme für Anwender*innen implementiert werden, die ohne detailliertes Hintergrundwissen und ohne unmittelbaren Support arbeiten müssen und (c) wenn die am Markt verfügbaren Software-Pakete für eine spezifische Lösung zu groß und/oder zu teuer sind.

Wir haben Individual-Software für unterschiedlichste Anwendungen und in unterschiedlicher Größe konzipiert und realisiert. Die Anwendungen reichen vom vollständigen Zufluss-Prognose-System für das Kraftwerk Gabčíkovo (Donau, SK) über die Schadensbildprognose für die NÖ Donau bis zu lokalen Warnsystemen für den Schotterabbau im Überflutungsbereich der Donau.

Bei der Konzeption und Entwicklung gehen wir nach einem bewährten 4-Stufen-Plan vor:

  • Designphase

    Gemeinsam mit unseren Kunden definieren wir Funktionsumfang, Daten und Schnittstellen, Layout und Interaktion mit allfälligen anderen Systemen. Als Ergebnis der Designphase liegt eine detaillierte Beschreibung samt grafischen Entwürfen und Screen-Shots von Dummy-Implementierungen vor.

  • Auswahl der Projektpartner im IT-Bereich

    Wir sind offen für jede Form der Projektteams, wobei wir die Teams in Abhängigkeit von Projektgröße und Komplexität wählen. Dabei setzen wir auf die Kompetenz im eigenen Haus und auf Partner, mit denen wir umfassende Software-Projekte realisiert haben. Gerne arbeiten wir natürlich auch mit allen Unternehmen, die unsere Kunden vorschlagen.

 

  • Implementierung

    Die Implementierungshase wird von uns immer federführend begleitet, wobei wir unsere Rolle nach den Vorgaben und Wünschen unserer Kunden definieren. Die Phase der Implementierung wird in Abschnitte unterteilt und wir legen besonderen Wert auf Termin-Planung, Dokumentation und Controlling.

  • Test - Abnahme - Inbetriebnahme

    Unsere Software wird immer umfassend und dokumentiert nach vorab festgelegten Plänen getestet. Dabei legen wir großen Wert auf lange Durchlaufzeiten bei Tests und - insbesondere bei operationell eingesetzten Systemen - auf einen langen Dauer-Testbetrieb, der bei uns im Haus durchgeführt wird. In der Regel betreiben wir bei uns auch nach der Inbetriebnahme Parallel-Systeme, welche die gleichen Daten als Input bekommen, wie die beim Kunden implementierten Systeme.      

 
Simulations- und Trainingssysteme

Simulations- und Trainingssysteme nehmen eine Sonderstellung zwischen Standard- und Individual-Software ein: Diese Systeme bestehen in der Regel aus einem numerischen Modell, das mit einem User-Interface gekoppelt wird. Das numerische Modell wird typischerweise in Virtual River implementiert. Als User-Interface verwenden wir - je nach Zielsetzung und Kundenwunsch - eine Parallel-Installation des realen SCADA-Systems oder ein von uns spezifisch implementiertes User-Interface.

Basis für die Erstellung eines Trainingssystems sind immer detaillierte Besprechungen mit unseren Kunden. Dabei werden Zielsetzungen und Anforderungen besprochen, Lösungsansätze und Kosten diskutiert und Optionen für eine schrittweise Umsetzung überlegt.

   

SIMULATIONS- UND TRAININGS-SYSTEM FÜR DEN UNTEREN NECKAR (WHITE-PAPER)

Modellbasierte Assistenzsysteme

Mit dem Begriff „Assistenz-Systeme für die Wasserwirtschaft“, wie wir ihn heute verwenden, bezeichnen wir Ansätze und Systeme, die über die bisherigen Modell-Anwendungen deutlich hinausgehen. Wir sprechen von komplexen Ansätzen, welche die heute gegebenen Möglichkeiten neu verknüpfen um daraus zusätzliche, wertvolle Informationen abzuleiten. Gleichzeitig sollen diese Systeme einfach zu bedienen sein und sich in übergeordnete Systeme – z.B. die SCADA-Systeme bei Wasserkraftanlagen – integrieren.

Assistenz-Systeme können in der Wasserwirtschaft - wie auch in allen anderen technischen Bereichen - drei Aufgaben übernehmen:

  • Überwachen

    Durch die Verknüpfung von Informationen können wir Daten überprüfen, um ungewöhnliche Situationen frühzeitig zu erkennen. Eine besondere Rolle können dabei "Digitale Zwillinge" spielen, welche in numerischen Modellen das abbilden, was wir in der Realität erwarten. Damit können z.B. durch den Vergleich von realen Messwerten und Daten aus dem Digitalen Zwilling die Messwerte verifiziert werden. Dabei ist es möglich - durch erweiterte statistische Ansätze oder auch durch KI - Differenzen zu interpretieren, um frühzeitig Unstimmigkeiten zu erkennen

  • Vorschläge liefern

    Assistenz-Systeme können Vorschläge liefern, die sowohl in Ausnahmesituationen aber auch im täglichen Normalbetrieb das Personal, welches Kraftwerke oder Polder-Systeme steuert, wesentlich entlasten.
    Beispiele dafür sind Systeme, die basierend auf MPC (model predictive control) optimierte Vorschläge für den Betrieb komplexer Systeme liefern. Die Optimierung kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen und der Vorteil ist, dass die Systeme unermüdlich und mit "gleichbleibender Aufmerksamkeit" arbeiten.

 

  • Automatisierung

    Die Integration in SCADA- oder andere Steuerungssysteme erlaubt es, dass Assistenz-Systeme Teile der Automatisierung übernehmen. Dabei sollen Assistenz-Systeme die bestehenden Steuerungs-Systeme nicht ersetzen, sondern ergänzen und unterstützen. In der Regel liefern die Assistenz-Systeme daher einen Input für die bestehenden Systeme - z.B. einen "Vorschlag" für den Durchfluss der einzelnen Kraftwerke in einer Kraftwerkskette.
    Die Übernahme dieser Vorschläge kann automatisiert erfolgen, wobei die automatisierte Übernahme dann zu beenden ist, wenn sich Situationen einstellen, für welche das Assistenz-System explizit nicht ausgelegt ist. Das Erkennen dieser Situationen kann entweder im Assistenz-System implementiert sein oder außen erfolgen (z.B. durch Grenzwerte bei Pegelwerten oder Durchflüssen). In jedem Fall muss das Beenden der automatischen Übernahme ein vordefinierter, vorgesehener Vorgang sein, der eine kontrollierte Übergabe der Steuerung an das SCADA-System oder das Warten-Personal impliziert.

Die Konzeption und Implementierung von Assistenz-Systemen führen wir im Rahmen von Projekten durch, welche typischerweise Software-Entwicklung und wasserwirtschaftliche Leistungen enthalten.
Bei der Software-Entwicklung können wir auf bewährte Konzepte und Ansätze zurückgreifen, wobei wir in Projekten immer nach dem oben beschriebenen 4-Stufen-Plan vorgehen.

Der konkreten Implementierung geht in der Regel eine längere Konzeptionsphase voraus, in der wir alle Anforderungen, Rahmenbedingungen und Lösungsoptionen mit unseren Kunden detailliert abklären. 

 

TRAININGS- UND ASSISTENZ-SYSTEME FÜR DIE WASSERWIRTSCHAFT (WHITE-PAPER)