Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

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  • Publication
    dynOpt-En - Dynamisches Optimierungsmodul zur angebots- und bedarfsgerechten Zuschaltung von Energieträgern kombiniert mit wärmepumpentauglichem Wärmespeicher
    ( 2020)
    Bernard, Thomas
    Der dynOpt-Energiemanager überwacht und optimiert per Prädiktions-Algorithmus die Wärmeerzeugung in Gebäuden und Quartieren auf Grundlage von hochauflösenden Zähler- und Sensordaten. Die Optimierungssoftware errechnet dafür aus den für die Energieabrechnung vorhandenen Daten in Kombination mit Wettervorhersagen fortlaufend Prognosen z. B. für die nächsten 24 h. Diese werden genutzt, um verschiedene Wärmeerzeuger, wie zum Beispiel Gasthermen, Wärmepumpen, BHKWs, ggf. kombiniert mit PV- oder Solarwärme-Anlagen, optimiert nach Kosten oder CO2-Emissionen in ihren Betriebszeiten aufeinander abzustimmen. Durch das konsequente Design des Energiemanagers als Onlineservice sind kaum Installationen vor Ort nötig. Alle Daten sind per Datenschnittstelle / API verfügbar. Das Besondere am dynOpt-Energiemanager sind
  • Publication
    Web-based Machine Learning Platform for Condition-Monitoring
    ( 2019)
    Bernard, Thomas
    ;
    Kühnert, Christian
    ;
    Campbell, Enrique
    Modern water system infrastructures are equipped with a large amount of sensors. In recent years machine-learning (ML) algorithms became a promising option for data analysis. However, currently ML algorithms are not frequently used in real-world applications. One reason is the costly and time-consuming integration and maintenance of ML algorithms by data scientists. To overcome this challenge, this paper proposes a generic, adaptable platform for real-time data analysis in water distribution networks. The architecture of the platform allows to connect to different types of data sources, to process its measurements in realtime with and without ML algorithms and finally pushing the results to different sinks, like a database or a web-interface. This is achieved by a modular, plugin based software architecture of the platform. As a use-case, a data-driven anomaly detection algorithm is used to monitor the water quality of several water treatment plants of the city of Berlin.
  • Publication
    Augmented resilience of water distribution systems following severe abnormal events
    ( 2017)
    Piller, O.
    ;
    Sedehizade, F.
    ;
    Bernard, Thomas
    ;
    Braun, M.
    ;
    Cheifetz, N.
    ;
    Deuerlein, J.
    ;
    Wagner, M.
    ;
    Lapebie, E.
    ;
    Trick, Iris
    ;
    Weber, J.-M.
    ;
    Werey, C.
    The detection of faults and the capacity to return quickly to a normal state after failures and interruption of services are essential for water utilities. The ResiWater project aims to improve the following three aspects for better network security and enhanced resilience: prevention, surveillance and response of water distribution systems facing the major threats. In this paper, we present the ResiWater project main results after two years. A focus is made on the resilience framework and the development of high-performance sensors for fast detection of water quality deterioration or system breakdown.
  • Publication
    SAFEWATER - application and results of innovative tools for the detection and mitigation of CBRN-related contamination events in drinking water supply systems
    ( 2017)
    Bernard, Thomas
    ;
    Rosenberg, A.
    ;
    Lucas, H.
    ;
    Rieder, A.
    ;
    Moßgraber, Jürgen
    ;
    Deuerlein, J.
    ;
    Brill, E.
    ;
    Boudergui, K.
    ;
    Ilver, D.
    ;
    Ulitzur, N.
    ;
    Madar, A.
    The security of drinking water is increasingly recognized as a major challenge for municipalities and water utilities. The safety and or security of drinking water can be threatened by natural disasters, accidents or malevolent attacks. The European FP7 project SAFEWATER (10/2013 - 12/2016) developed a comprehensive event detection and event management solution for drinking water security management and mitigation against major deliberate, accidental or natural CBRN related contaminations. The aim of this paper is to present the main results of the SAFEWATER project with a focus on (1) new sensors for detection of chemical, biological and radiological threats, (2) Event Detection System and (3) results of real-life user-case scenarios which have been investigated at three water utilities.
  • Publication
    Mit dem Internet der Dinge vom Gebäude- zum Quartiersenergiemanagement
    ( 2016)
    Bretschneider, Peter
    ;
    Bernard, Thomas
    ;
    Herzog, Reinhard
    ;
    Tippmann, V.
    ;
    Warweg, Oliver
    ;
    Naumann, Steffi
    Kleine und mittlere Liegenschaften verfügen häufig nur über unabhängige Automatisierungssysteme für die jeweiligen Gewerke (""Insel-Lösungen"), wobei die erfassten Daten in der Regel nicht systematisch ausgewertet und für eine energetisch optimierte Betriebsführung genutzt werden. Offene IoT (Internet of Things)-Plattformen können in Zukunft einen Beitrag leisten, um für eine Liegenschaft eine gewerkeübergreifende, energieoptimierte Gebäudebewirtschaftung zu ermöglichen. Erweitert man diesen Ansatz auf die Liegenschaften eines Quartiers in Form eines sektorübergreifenden Quartiersenergiemanagements (District Energy Management, DEMS), können zusätzliche Energieeinspar- und Flexibilitätspotentiale erschlossen und neue Geschäftsmodelle generiert werden. Im Rahmen des Deutsch-Französischen Projektes EBITA (Exploiting the Scientific and Business Potential when Integrating Smart Data Analytics into Internet of Things Applications) werden Lösungen erarbeitet, die das Potential des Internet der Dinge im Bereich Smart Building und Smart Grid erschließen, um durch die Zusammenführung von Informationen aus den existierenden heterogenen ICT-Infrastrukturen einen Beitrag für die optimale Systemintegration und Betriebsführung erneuerbarer Energien zu leisten. Dabei sollen u.a. Möglichkeiten für neue digitale Dienste erarbeitet werden. Durch eine neuartige Verknüpfung der Anwendungsgebiete Smart Building und Smart Grid wird ein sektorübergreifender Ansatz für ein Quartiersenergiemanagement (District Energy Management) erarbeitet. In Demonstratoren am Fraunhofer IOSB (Karlsruhe, Ilmenau) und der Sorbonne Universität (Paris) wird das Konzept prototypisch umgesetzt. Dabei wird auch ein systemischer Ansatz zur Integration der Zielstellungen aller Akteure unter Berücksichtigung der Randbedingungen des liberalisierten Energiemarktes verfolgt.
  • Publication
    SAFEWATER - innovative tools for the detection and mitigation of CBRN related contamination events of drinking water
    ( 2016)
    Bernard, Thomas
    ;
    Moßgraber, Jürgen
    ;
    Madar, A.
    ;
    Rosenberg, A.
    ;
    Deuerlein, J.
    ;
    Lucas, H.
    ;
    Boudergui, D.
    ;
    Ilver, D.
    ;
    Brill, E.
    ;
    Ulitzur, N.
    The safety and or security of drinking water can be threatened by natural disasters, accidents or malevolent attacks. The European FP7 project SAFEWATER aims at developing a comprehensive event detection and event management solution for drinking water security management and mitigation against major deliberate, accidental or natural CBRN related contaminations. New cost-effective C, B, and RN sensors will be developed. An innovative concept with a broad network of low-cost sensors - ""domestic sensors"" (complementary to a set of sensors in strategic locations) will be developed. A technology platform will be provide which is able to capture and analyze the data collected by the sensors and from other information systems and give a full overview of the crisis to the responders by means of online look-ahead simulations to efficiently manage potential crises. For testing the SAFEWATER solution it will be integrated with on utility-partners' information systems.