Benchmark von dynamischer virtueller Infrastruktur (DynaVIBe)

Geldgeber:FWF - Der Wissenschaftsfonds

Projektpartner: -
Bearbeiter: Robert SITZENFREI, Michael MAIR
Projektdauer: 04/2011 – 08/2014

Kurzbeschreibung:

Fallstudien sind ein bewährtes Instrument der Forschung, um Probleme und Interaktionen von Prozessen zu identifizieren. In der Siedlungswasserwirtschaft können Fallstudien zur Bewertung neuer Technologien, Strategien oder Maßnahmen herangezogen werden. Solche Untersuchungen sind jedoch, aufgrund der kosten- und zeitintensiver Datensammlung bzw. -auswertung meist auf einige wenige Fallstudien beschränkt. So kann der Zeitaufwand für die Erstellung eines detaillierten Modells der Wasserinfrastruktur einer mittelgroßen Stadt mit mehreren Mannmonaten veranschlagt werden. Die ermittelten Untersuchungsergebnisse sind daher auf spezifische Randbedingungen beschränkt und können nur schwer generalisiert oder auf andere Situationen umgelegt werden. Am Arbeitsbereich Umwelttechnik (IUT) der Universität Innsbruck wurde im Rahmen des Projektes „DynaVIBe“ ein Werkzeug zur automatischen Erstellung virtueller Fallstudien für Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungssysteme samt Siedlungsstruktur entwickelt. Neben der Generierung und Simulation von räumlich aufgelösten Infrastruktursystemen wurde eine neue Modellierungs-Dimension nämlich die der Zeit eingeführt. Somit wurde es möglich die Dynamik der urbanen Wasserinfrastruktur in computergestützten Modellen abzubilden und zu simulieren. Die Umsetzung der entwickelten Methoden und den daraus resultierenden Algorithmen erfolgte dabei in der Open Source Software namens „DynaMind“. Die Besonderheit der Algorithmen liegt in der Flexibilität von der Verwendung von Eingabedaten mit unterschiedlicher Detailliertheit. Virtuelle Fallstudien können zum einen mit nur wenigen Eingabeparametern generiert werden bis hin zur Verwendung von bereits detaillierten aber unvollständigen Datensätzen (semi-virtuelle Fallstudien). Durch die unterschiedliche Detailliertheit der Datensätzen kann die Aussagekraft von Modellsimulationen gezielt gesteuert und damit auch verschiedenste Fragestellungen im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft untersucht werden. Die Flexibilität der Generierungsalgorithmen ermöglichte es auch Surrogatdaten als Eingabedaten zu verwenden. Insbesondere wurde dies am Beispiel von Straßennetzwerkinformationen gezeigt, welche von guter Qualität und frei zugänglich sind (z.B.: OpenStreetMap). Des Weiteren kann dadurch auch die Historie eines städtischen Infrastrukturnetzwerks durch das ableiten von Straßennetzwerkdaten aus historischen Orthophotos nachgebildet werden. Es konnte erfolgreich gezeigt werden, dass mit DynaVIBe auch Untersuchungen an realen Fallstudien durchgeführt und in weiterer Folge fallspezifisch optimale Mechanismen hinsichtlich der Änderung und Steuerung der Wasserinfrastruktur ermittelt werden können.

sonstige Links:

• FWF genehmigt Folgeprojekt von VIBe: DynaVIBe
• DynaVIBe-Web: A web application for generating water infrastructure networks for any place on earth

Artikel in wissenschaftlichen Journals und Konferenzen: