Smart Water Networks

Die sogenannte „water-smart-society“ also der intelligente Umgang mit dem Verbrauch und der Bereitstellung von Wasser vor allem in großen Ballungszentren, das ist das Forschungsthema von Prof. Dr. Andrea Cominola. Der Italiener ist in einer Kleinstadt in der Nähe von Mailand geboren und aufgewachsen. An die Politecnico di Milano zog es ihn dann auch zum Studium der Umwelttechnologie (Enviromental Engineering). Für seine Promotion 2017 an der gleichen Hochschule verlagerte er seinen Schwerpunkt in Richtung Informatik: Im Rahmen eines EU-Projektes forschte er an effektiven Managementstrategien und fortschrittlichen Monitoring-Technologien zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und der Effizienz der Wasserversorgung in Großstädten. „Die Technologie ist heute in der Lage, Wasserzähler zu installieren, die den Wasserverbrauch sehr engmaschig aufzeichnen. Für die Auswertung und Nutzung dieser Daten braucht man nicht nur umfassende Kenntnisse zum Thema Data Mining, sondern auch zum Thema Datenschutz. Die Wasserversorgungsgesellschaften können mit Millionen Einzeldaten nicht arbeiten, sie benötigen strukturierte und gruppierte Daten. Mit intelligenten Data Mining-Strategien lassen sich aus diesen Daten viele neue Erkenntnisse ziehen. Diese unterstützen und schärfen zum einen das Bewusstsein der Verbraucher*innen für den Wasserverbrauch. Zum anderen geben sie den Wasserversorgungsgesellschaften Strategien zur Effizienzsteigerung an die Hand“, erläutert Andrea Cominola seine bisherige Forschung.

Seit Oktober 2018 ist Andrea Cominola Juniorprofessor für Smart Water Networks am Einstein Center Digitale Future (ECDF) und an der Technischen Universität Berlin. Seine Forschungsschwerpunkte sind Modellierung und Management von Wasser- und Energienachfrage, Leckage- und Anomalie-Erkennung, Verhaltensmodellierung, Data Mining und maschinelles Lernen.

„Die Digitalisierung setzt sich in dem Wasser- und Versorgungssektor eher langsam durch. Mehrere Pilotprojekte in der ganzen Welt demonstrieren jedoch das Potenzial intelligenter Wassernetze“, so Andrea Cominola. Er ist überzeugt, dass die weltweiten Klimaveränderungen gekoppelt mit einem starken Trend zur Urbanisierung, einen steigenden Wasserbedarf zur Folge haben werden. „Dies erfordert nicht nur wirksame Managementstrategien und fortschrittliche Überwachungstechnologien, um die Zuverlässigkeit der Wasserversorgung zu erhöhen. Es geht auch darum, Wasserknappheit und -krisen vorzubeugen und eine effiziente Nutzung der Wasserressourcen zu fördern sowie Verluste, Stress und Versorgungslücken zu reduzieren.“

Seine Forschung wird sich daher darauf konzentrieren, neuartige entscheidungsanalytische Werkzeuge zu entwickeln, die intelligente Wasserüberwachungstechnologien und -netzwerke mit fortschrittlicher Datenanalyse, maschinellem Lernen, Modellierungstechniken und Optimierung verbinden. „Ziel ist es, den Wasserversorgern Entscheidungshilfetools zur Verfügung zu stellen, ihre Kenntnisse über Wasserversorgung in Echtzeit zu verbessern, Anomalien unverzüglich zu identifizieren und so die Betriebs- und Managemententscheidungen effizienter zu gestalten. Die Anwendung der Werkzeuge, die wir entwickeln werden, sollen die vielschichtigen Herausforderungen der städtischen Wassersysteme berücksichtigen, einschließlich automatischer Kontrolle, Anomalie-Identifikation, Nachfragesteuerung, Wasser-Energie-Nexus und multisektorielle und multiskalige Interaktionen von Wasser und anderen städtischen Komponenten“, so der Umweltingenieur. (kj)