Ввиду демографических изменений и прогрессирующего изменения климата Австрия уже испытывает все более напряженную ситуацию с водоснабжением, которая в будущем будет только усиливаться. Однако до сих пор традиционные системы планирования не смогли обеспечить пошаговый прогноз работы систем водоснабжения.

Команда под руководством Даниэлы Фукс-Хануш из Института городского водного хозяйства и ландшафтной водной инженерии Технологического университета Граца (TU Graz) разработала решение этой проблемы. С помощью бесплатного веб-инструмента EWA (примечание переводчика: немецкая аббревиатура расшифровывается как «Инструмент принятия решений по водоснабжению с учетом факторов изменения») поставщики могут в игровой форме продумывать альтернативные варианты планирования для различных сценариев климата, ресурсов и потребления.

Прогноз до 2055 года

Это позволяет, например, более мелким поставщикам воды оценивать пригодность своей собственной сети для различных разработок с интервалом в десять лет до 2055 года. Они могут планировать расширение или преобразование своей сети внутри инструмента и проверять, достаточны ли запланированные меры. или необходимо ли предпринять дальнейшие шаги. Для ознакомления с системой доступны обучающие задания — например, строительство новых колодцев и труб для сообщества, чтобы в 2055 году у всех жителей по-прежнему была вода.

Кроме того, пользователи могут создавать свои собственные задачи для прохождения различных сценариев или происшествий. Для этих самостоятельно созданных задач также можно установить бюджетный лимит, чтобы выработать решение проблемы на основе собственных оценок затрат пользователей. Это позволяет поставщикам воды, в частности, настраивать свои системы в соответствии с собственными требованиями. Одной из проблем может стать то, что водоснабжение в двух муниципалитетах перестанет функционировать в 2055 году из-за роста населения и посетителей, что приведет к серьезным перебоям в случае пожара или инцидента. Используя инструмент EWA, можно разработать практические решения.

Лучшее решение задач оптимизации

Среди прочего, в разработку инструмента было включено исследование «Водные ресурсы Австрии», опубликованное в 2021 году, в котором анализировался текущий спрос на воду на тот момент и события в течение следующих 30 лет в отношении изменения климата. Кроме того, исследователи составили прогнозы спроса на воду на основе локализованных данных о водоснабжении и скоординировали свои действия с партнерами проекта, федеральными землями Штирия, Каринтия, Верхняя Австрия и Зальцбург, а также Федеральным министерством сельского, лесного хозяйства, регионов и водного хозяйства. и три компании водоснабжения.

Исходя из этого, команда вывела показатели эффективности, которым должна соответствовать система водоснабжения, и разработала полезные параметры на основе исследовательской литературы. Они были смоделированы вместе с программным обеспечением для прогнозирования и гидравлического моделирования и связаны с пользовательским интерфейсом. Йоханна Пиркер, Валентин Адлер и Георг Арбессер-Растбург из Института интерактивных систем и науки о данных отвечали за реализацию геймифицированных аспектов инструмента.

Даниэла Фукс-Хануш говорит: «Влияние изменения климата на использование и доступность воды в богатой водой Австрии становится все сильнее. Поэтому для нас в проекте было важно объединить инженерные знания с элементами геймификации таким образом, чтобы Оптимизация водоснабжения может быть решена так же хорошо или, возможно, даже лучше, чем с помощью алгоритмов математической оптимизации. С помощью инструмента EWA компании водоснабжения могут действительно оценить, как их система будет реагировать в экстремальных ситуациях и в прогнозируемом будущем, и даже опробуйте варианты в игровой форме».

Исследование опубликовано в журнале Вода.

Инструмент EWA доступен всем заинтересованным пользователям, но в целях безопасности и защиты данных необходимо создать учетную запись TU Graz. При создании учетной записи необходимо указать свое имя, фамилию, адрес электронной почты, дату рождения и скан официального удостоверения личности с фотографией.