Mit der Bekanntmachung „Erforschung, Entwicklung und Nutzung von Methoden der Künstlichen Intelligenz in KMU“ vom 9. März 2020 verfolgt das BMBF das Ziel, risikoreiche industrielle Forschungs- und vorwettbewerbliche Entwicklungsvorhaben von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) in Deutschland auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz (KI) zu unterstützen. Insbesondere sollen KMU beim beschleunigten Technologietransfer aus dem vorwettbewerblichen Bereich in die praktische Anwendung gestärkt werden. Technologien der KI sind wesentliche Treiber der Digitalisierung, die gegenwärtig den gesamten Mittelstand vor große Herausforderungen stellt. Dabei nimmt die Bedeutung von Daten als wichtige Ressource kontinuierlich zu. Mit der Förderung soll erreicht werden, dass deutlich mehr KMU eigene Forschungsergebnisse und neue wissenschaftliche Erkenntnisse in innovative industrielle und gesellschaftlich relevante Anwendungen umsetzen und ihre Wachstums- und Wettbewerbsfähigkeit stärken. Optimierte Kanalnetzsteuerung basierend auf künstlicher Intelligenz Durch den Klimawandel ist mit einer Zunahme von extremen Niederschlagsereignissen zu rechnen, welche, örtlich und zeitlich begrenzt, mit einem großen Gefahrenpotenzial für die kommunale Abwasserableitung einhergehen. Die aus diesen Niederschlagsereignissen resultierenden Überflutungsgefährdungen in urbanen Räumen zu reduzieren, hat deshalb eine hohe wirtschaftliche und gesellschaftliche Bedeutung.
Das Kernelement des Projektes „KI-Kanal“ ist ein sogenanntes Internet of Floods (IoF). Dieses soll mittels künstlicher neuronaler Netze (KNN) dazu beitragen, Vorhersage- und Frühwarnsysteme für die betriebliche Optimierung der Kanalnetzsteuerung bzw. der Gefahrenabwehr im Entwässerungssystem zu verbessern. KI-Kanal soll exemplarisch am Entwässerungssystem von Osnabrück entwickelt und auch direkt unter realen Bedingungen getestet werden. Im Falle eines Starkregenereignisses werden Echtzeit-Daten von Niederschlägen, aber auch Wasserständen im Kanalnetz aufgezeichnet und über entsprechende Sensoren an das IoF gesendet. Sie dienen dann als Eingangsdaten für ein zuvor trainiertes KNN, welches die räumliche und zeitliche Verteilung des Niederschlagsereignisses analysiert. Damit ist es unabhängig von unsicheren Starkregenvorhersagen. Das KNN wird darauf ausgelegt, eine optimierte Steuerung im Kanalnetz, Abfluss- und Wasserstandvorhersagen an unbeobachteten Punkten sowie ggf. lokales Netzversagen auszugeben. Durch die optimierte Kanalsteuerung wird die Überflutungsgefahr bzw. die Überflutungsauswirkungen minimiert. Die zusätzliche Möglichkeit, an ausgewählten Stellen im Netz das lokale Netzversagen durch Abgleich simulierter mit gemessenen Abflüssen zu analysieren, gibt Betreibern wichtige Infos für betriebliche und steuertechnische Maßnahmen.
Das Projekt KI-Kanal wird während der Entwicklungsphase in Kooperation mit der SWO Netz GmbH als assoziierte Partnerin umgesetzt. In Osnabrück wurde durch die SWO bereits ein energieeffizientes und reichweitenstarkes Funknetz aufgebaut, das im Vorhaben Verwendung finden soll.
Alexander Verworn bpi Hannover
Mengendamm 16 D
30177 Hannover
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