Hochwasserwarnung und Wasserüberwachung in Malaysia:

Wie Robustel und das Ministerium für Bewässerung und Entwässerung den R3000 einsetzen, um Gemeinden in Echtzeit zu schützen.

Fallstudie – Wissenswertes auf einen Blick

Standort

Malaysia

Industrie

Energie & Versorgungsunternehmen

Produkt(e)
  • R3000
  • R3000-Lite
Endkunde

Ministerium für Bewässerung und Entwässerung – https://www.water.gov.my/

Das Ministerium für Bewässerung und Entwässerung (DID) Malaysias ist die nationale Behörde, die für das Flussgebietsmanagement, die Entwässerung und den Hochwasserschutz zuständig ist. Es betreibt ein umfangreiches Netzwerk von Niederschlags- und Wasserstandsmessstationen, Schleusen und Flussregulierungsanlagen und muss Regierungsbehörden und lokalen Gemeinden zeitnahe Warnungen und Entscheidungshilfen bereitstellen. Genauigkeit, Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit bei extremen Wetterereignissen sind dabei von entscheidender Bedeutung.

Herausforderungen

Das Hochwasserwarnsystem benötigte zuverlässige Kommunikationsverbindungen zu abgelegenen Flüssen, Kanälen und Stauseen, wo Festnetzverbindungen nur begrenzt oder gar nicht vorhanden waren. Die bestehenden Telemetrieverbindungen bestanden aus einer Mischung aus veralteten Technologien mit ungleichmäßiger Leistung, wodurch es schwierig war, die zeitnahe Übermittlung von Wasserstands- und Niederschlagsdaten während Unwettern zu gewährleisten. Der Kunde benötigte industrielle Mobilfunkrouter, die den rauen Bedingungen vor Ort standhalten, sich in bestehende RTUs und Sensoren integrieren lassen und in großem Umfang an verschiedenen Standorten eingesetzt werden können.

Ergebnisse

Mit den an den Überwachungsstandorten installierten Routern R3000 und R3000-Lite verfügt nun jeder Standort über einen robusten Mobilfunkdatenpfad zurück zu den zentralen Systemen von DID. Wasserstands- und Niederschlagsdaten können zuverlässiger erfasst und weitergeleitet werden, wodurch die Aktualität und Qualität von Hochwasserwarnungen verbessert wird. Das modulare Design und die flexiblen Schnittstellen erleichtern die Erweiterung des Netzwerks auf neue Stationen, die Konsolidierung älterer Kommunikationssysteme und die Aufrechterhaltung einer einheitlichen Architektur im ganzen Land.

Digitale Transformation für die Hochwassertelemetrie für schnellere, zuverlässigere Warnungen

Malaysia ist mit saisonalen starken Regenfällen und Flusssystemen konfrontiert, die schnell ansteigen können und Gemeinden, Infrastruktur und Landwirtschaft gefährden. Um dies zu bewältigen, betreibt das Ministerium für Bewässerung und Entwässerung ein Netzwerk automatischer Niederschlags- und Wasserstandsmessstationen, die zentrale Entscheidungshilfen und öffentliche Warnmechanismen mit Daten versorgen. Viele dieser Standorte sind abgelegen, rauen Wetterbedingungen ausgesetzt und gerade dann schwer zu erreichen, wenn die Daten am wichtigsten sind.

Das Projekt zielte darauf ab, die Kommunikation an diesen Überwachungspunkten zu verbessern, indem auf industrielle Mobilfunkrouter umgestellt wurde, die sichere und zuverlässige Datenverbindungen über kommerzielle Mobilfunknetze ermöglichen. Die neue Architektur musste sich in die bestehenden RTUs und Sensoren integrieren lassen, Kommunikationsausfälle bei extremen Wetterereignissen reduzieren und die Erweiterung und Wartung des Netzwerks im Laufe der Zeit vereinfachen.

Geschäftliche Herausforderungen

1. Unzuverlässige Kommunikation von entfernten Standorten


Viele Mess- und Niederschlagsstationen sind in Flusstälern, entlang von Dämmen oder neben Stauseen installiert, wo nur eine begrenzte Telekommunikationsinfrastruktur zur Verfügung steht. Ältere Verbindungen litten unter Rauschen, Störungen und Ausfällen, insbesondere während Stürmen, wenn die Sichtbarkeit der Wasserverhältnisse am dringendsten benötigt wird. Ingenieure konnten sich nicht immer darauf verlassen, dass die im Kontrollzentrum angezeigten Daten den tatsächlichen aktuellen Zustand vor Ort widerspiegelten. Diese Unsicherheit erschwerte es, rechtzeitig Warnmeldungen auszulösen oder Schleusen zu betätigen.

Aus betrieblicher Sicht bedeutete dies eine konservativere Entscheidungsfindung, vermehrte Besichtigungen vor Ort zur Überprüfung der Bedingungen und ein höheres Risiko, kritische Veränderungen des Wasserstands oder -flusses zu übersehen. Jeder Kommunikationsausfall während starker Regenfälle führte zu mehr manuellen Kontrollen und einer höheren Belastung für die ohnehin schon stark ausgelasteten Teams.

2. Gemischte Ausrüstung und ältere Telemetriearchitekturen

Im Laufe der Zeit war das Hochwasserüberwachungsnetz durch zahlreiche Projekte und Anbieter gewachsen, sodass vor Ort eine Vielzahl unterschiedlicher Kommunikationsmethoden und -geräte zum Einsatz kam. Verschiedene RTUs, Modems und Funksysteme bildeten eine Patchwork-Architektur, die schwer zu dokumentieren und noch schwieriger zu standardisieren war. Wenn Techniker an einer Station ankamen, wussten sie nicht immer, welche Hardware und Protokolle sie vorfinden würden.

Diese Fragmentierung erhöhte den Schulungsbedarf, verlangsamte die Fehlersuche und erschwerte die Anwendung gängiger Sicherheits- und Wartungsmaßnahmen. Außerdem schränkte sie die Möglichkeit ein, neue Funktionen oder zentral koordinierte Verbesserungen einzuführen, da jeder Standortcluster möglicherweise einen anderen Ansatz erforderte.

3. Skalierung des Netzwerks bei gleichzeitiger Kontrolle von Kosten und Komplexität

Da die Nachfrage nach mehr Überwachungspunkten in den Einzugsgebieten stieg, wurden die Kosten und die Komplexität der Einrichtung jedes neuen Standorts zu einem Hindernis. Bauarbeiten für Festnetzleitungen waren in abgelegenen Gebieten selten praktikabel, und maßgeschneiderte Kommunikationslösungen erhöhten den Zeitaufwand für die technische Umsetzung und die Kosten für den lebenslangen Support.

Gleichzeitig blieben Budgets und Personalressourcen begrenzt. DID benötigte eine Möglichkeit, eine kleine Auswahl an industriellen Konnektivitätsgeräten zu standardisieren, die in vielen verschiedenen Arten von Stationen wiederverwendet werden konnten und über ein klares Support-Modell und vorhersehbares Verhalten verfügten. Ohne diese Maßnahme hätte die Erweiterung der Abdeckung das Risiko weiterer Schwankungen und einer zusätzlichen Belastung der technischen Ressourcen mit sich gebracht.

Lösungsübersicht

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, hat DID eine zellularbasierte Telemetrieebene eingeführt, die auf den Routern Robustel R3000 und R3000-Lite basiert. Jeder überwachte Standort verwendet nun einen R3000 oder R3000-Lite, um eine sichere Datenverbindung über 3G/4G-Netzwerke von der RTU und den Sensoren zurück zu den zentralen Servern herzustellen. Die Router befinden sich in Feldgehäusen neben den vorhandenen SPSen oder RTUs und sind je nach bereits vorhandener Installation über serielle Schnittstellen oder Ethernet angeschlossen.

Wenn Regen- oder Wasserstandssensoren die RTU aktualisieren, leitet die RTU die Daten an den Robustel-Router weiter, der sie sicher über das Mobilfunknetz an die Backend-Systeme von DID weiterleitet. Über dieselbe Verbindung können bei Bedarf auch Konfigurationsänderungen oder Firmware-Updates an Feldgeräte gesendet werden. Die Auswahl und Platzierung der Antennen ermöglicht eine Optimierung der Signalqualität selbst an schwierigen Standorten wie Tälern oder Böschungen. Im Laufe der Zeit können weitere Stationen hinzugefügt werden, indem dieses Standard-Schrankdesign repliziert wird, was die Bereitstellung beschleunigt und die Dokumentation vereinfacht.

Warum sich DID für die R3000-Serie entschieden hat:

  • Industrielle Bauweise für raue Umgebungen: R3000 und R3000-Lite sind für Außen- und Straßenrandgehäuse konzipiert, verfügen über eine große Temperaturtoleranz und eine hohe Belastbarkeit und eignen sich daher für exponierte Standorte zur Hochwasserüberwachung.
  • Flexible Schnittstellen für RTUs und Sensoren: Dank der Unterstützung sowohl serieller als auch Ethernet-Verbindungen lassen sich die Router in bestehende RTUs und Steuerungen integrieren, ohne dass die Feldgeräte neu konstruiert werden müssen, was die Komplexität der Nachrüstung verringert.
  • Zuverlässiger Mobilfunk-Backhaul: Durch die Nutzung kommerzieller 3G/4G-Netze bieten die Router eine praktische, skalierbare Alternative zu Festnetzanschlüssen oder herkömmlichen Funksystemen, insbesondere in Gebieten, in denen Bauarbeiten schwierig oder kostspielig sind.
  • Einheitliche Architektur an allen Stationen: Durch die Standardisierung auf der R3000/R3000-Lite-Plattform kann DID ein einheitliches Designmuster auf viele Standorte anwenden, was die Schulung, Dokumentation und langfristige Wartung vereinfacht.
  • Fernverwaltung: Die Router unterstützen die zentrale Konfiguration und Überwachung, die in die bestehenden Betriebsabläufe von DID integriert werden kann, wodurch der Bedarf an physischen Eingriffen an entfernten Stationen reduziert wird.

Wichtigste Ergebnisse

Mit der neuen Kommunikationsschicht kann DID auch bei schwierigen Wetterbedingungen auf einen konsistenteren Fluss von Echtzeitdaten aus dem Feld zählen. Ingenieure haben einen besseren Überblick über das Verhalten von Flüssen und Stauseen, und das Unternehmen kann neue Überwachungspunkte hinzufügen, ohne jedes Mal die Kommunikationsstruktur neu gestalten zu müssen.

  • Bessere Sichtbarkeit bei kritischen Ereignissen: Wasserstands- und Niederschlagsdaten werden zuverlässiger an zentrale Systeme übermittelt, sodass Teams die Bedingungen nahezu in Echtzeit verfolgen können, wenn sich Stürme entwickeln und Flüsse darauf reagieren.
  • Geringere Abhängigkeit von veralteten Verbindungen: Standorte können von älteren, wartungsintensiven Telemetrietechnologien migriert werden, wodurch die Kommunikation auf Mobilfunk konsolidiert und der langfristige Support vereinfacht wird.
  • Einfachere Bereitstellung für neue Stationen: Standardisierte Schränke, die auf R3000- und R3000-Lite-Routern basieren, verkürzen die Entwicklungszyklen für neue Überwachungsstandorte und machen die Einführung wiederholbarer.
  • Effizientere Feldoperationen: Dank einer einheitlichen Hardwareplattform und Fernverwaltungsfunktionen verbringen Ingenieure weniger Zeit mit der Diagnose unbekannter Kommunikationskonfigurationen und können sich stärker auf ihre Kernaufgaben im Bereich Hydrologie und Hochwassermanagement konzentrieren.

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