Center for Hydrosystems and Health
Finanzielle Förderung:
Projektleitung:
Forschungsteam:
Laufzeit:
04.2023 bis 03.2027
Kooperationspartner:
Fördersumme:
Beteiligte Fakultät und Institute:
Projektbeschreibung:
Das Projekt PRiuS ist Teil des Zukunftslabor Wasser, das, als neuer Teil des ZDIN (Zentrum für digitale Innovationen Niedersachsen), vom Land Niedersachsen und von der Volkswagenstiftung gefördert wird.
Das Ziel ist die Entwicklung eines Prognose-/Vorhersagetools zur Risikoabschätzung/-minimierung von urbanen Schadstoffeinträgen in Gewässer. In einem ersten Schritt erfolgt die Entwicklung eines ML-basierten Modells welches anhand klassischer Kanalnetzmodelle trainiert wird, um Emissionen (bspw. E.coli, AFS, usw.) aus dem urbanen Gebiet mittels leicht zu messender bzw. abzuleitender Parameter (z.B. Niederschlag, Oberflächenbedeckung, etc.) zu quantifizieren. Zusätzlich soll eine Überlagerung mit den zu erwartenden Abflüssen in der Vorflut inkl. Risikobewertung umgesetzt werden (mögliche Vernetzung zu AP 3.2 und 3.3). In Verbindung mit AP 2.1 wird ein Digitaler Zwilling erarbeitet, um den Datentransfer zu optimieren und ggf. eine synthetische Steuerung des Kanalnetzes zur Risikominimierung umzusetzen. In Zusammenarbeit mit AP 2.5 soll exemplarisch für das Untersuchungsgebiet ein Transfer der erarbeiteten Methoden in die Praxis mittels Dashboards als Entscheidungsunterstützungssystem mit hinterlegten Modellen erfolgen. Als Untersuchungsgebiet dient das Stadtgebiet Celle mit der Aller als Vorflut.
Finanzielle Förderung:
Projektleitung:
Forschungsteam:
Laufzeit:
07.2023 bis 30.06.2026
Kooperationspartner und Aufgabenverteilung:
Fördervolumen:
Beteiligte Fakultäten und Institute:
Projektbeschreibung:
Antibiotikaresistenzen stellen weltweit eine wachsende Bedrohung für die öffentliche Gesundheit und die Gesundheitsversorgung dar (WHO 2017). In Niedersachsen wurde wegen dieser Gefährdung das Sentinelsystem „Antibiotika-Resistenz-Monitoring in Niedersachsen“ (ARMIN) vom Niedersächsischen Landesgesundheitsamt (NLGA) implementiert. Innerhalb dieses Projektes werden zu ARMIN ergänzende Untersuchungen in Hydrosystemen, im speziellen in Entwässerungssystemen durchgeführt, um räumlich hochauflösende Daten zur Verbreitung von Antibiotika-resistenten Keimen in der Bevölkerung zu erhalten. Hierfür werden drei maßgebende Forschungsfelder adressiert:
Die Arbeiten werden in Kooperation mit der Stadtentwässerung Celle und dem AKH Celle exemplarisch für das Stadtgebiet Celle durchgeführt. Für die aus dem Projekt gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend innerhalb eines eigenen Schwerpunktthemas Konzepte zu einer Einbindung in bestehende Systeme wie bspw. ARMIN entwickelt.
Das Kernelement des Projektes ist ein sogenanntes Internet of Floods (IoF). Dieses soll mittels künstlicher neuronaler Netze (KNN) zur Verbesserung von Vorhersage und Frühwarnsystemen für die betriebliche Optimierung der Kanalnetzsteuerung bzw. der Gefahrenabwehr im Entwässerungssystem beitragen. Eine Novität des angedachten Ansatzes ist die Unabhängigkeit von unsicheren Niederschlagsvorhersagen. KI-Kanal wird exemplarisch am Entwässerungssystem von Osnabrück entwickelt und auch direkt unter realen Bedingungen getestet. Im Falle eines Starkregenereignisses werden Echtzeit-Daten von Niederschlägen aber auch Wasserständen im Kanalnetz aufgezeichnet und über LoRaWAN Sensoren an das IoF gesandt. Sie dienen als Eingangsdaten für ein zuvor trainiertes KNN. Das KNN ist darauf ausgelegt die optimale Kanalsteuerung, Abfluss- und Wasserstandsvorhersagen an unbeobachteten Punkten sowie ggf. lokales Netzversagen auszugeben. Durch die optimale Kanalsteuerung wird die Überflutungsgefahr minimiert. 