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Ereignisdetektion in Trinkwassernetzen mittels PCA und DPCA

Datengetriebene Detektion von Kontaminationen und Reduktion von Fehlalarmen
Event detection in drinking water distribution networks using PCA and DPCA. Data-driven contaminant detection and reduction of false alarms
 
: Kühnert, Christian; Bernard, Thomas

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Technisches Messen : TM 83 (2016), Nr.2, S.96-101
ISSN: 0340-837X
ISSN: 0171-8096 (Print)
ISSN: 2196-7113 (Online)
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IOSB ()
data-driven modeling; event detection

Abstract
Trinkwasserversorgungsnetze sind komplexe Systeme, welche zurzeit mit einer großen Anzahl von Wasserqualitätssensoren ausgestattet werden. Eine wichtige Aufgabe der Sensoren ist hierbei, die Betreiber des Wassernetzes über mögliche Kontaminationen im Netz zu informieren. Die Analyse der Sensorwerte erfolgt dazu normalerweise manuell über den Betreiber. Datenbasierte Methoden haben sich in der Praxis noch nicht bewährt, da diese unter anderem eine große Anzahl an falsch detektierten Alarmen auslösen, welche beispielsweise aufgrund betrieblicher Änderungen auftreten. In diesem Beitrag wird daher ein Verfahren basierend auf der dynamischen PCA entwickelt, welches die Anzahl an Fehlalarmen reduziert, gleichzeitig aber weiterhin sensitiv bei tatsächlichen Kontaminationen reagiert. Der entwickelte Ansatz wird anhand von Experimenten an einem Laborprozess evaluiert.

 

Drinking water distribution networks are currently equipped with a large amount of multi-parameter probes. One important tasks of these probes is to detect contaminations in the network. At the moment, operators perform the analysis of the measurements manually to determine the current state of the network. Data-driven methods have not yet been proved suitable in practice since those algorithms detect a large amount of false positive alarms, which occur e.g. due to operational changes. Hence, in this paper a new approach based on the DPCA is proposed, which reduces the amount of false alarms, while still reacting sensitive on real contaminations. Experiments for the evaluation of the developed approach are conducted on a laboratory plant.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-382167.html