Perfekte Übersicht

Die dafür notwendigen Messdaten stehen nur selten zur Verfügung. Das wollten die Stadtwerke Osnabrück ändern und entschieden sich zur Teilnahme an der Testphase von „Grid Insight: LPWan“, dem neuen Netzvermessungs-Tool der Items GmbH.

Eine agile Produktentwicklung ist das Ziel dieser neuen Software-Lösung. Daher entschied man sich, bereits die Betaversion des neuen Tools von Anwendern im Feld testen zu lassen. Das Feedback aus den Testphasen sollte dann in die weiteren Entwicklungsphasen einfließen. Einer der LoRaWan-Netzbetreiber, die an der Testphase teilgenommen haben, waren eben die Stadtwerke Osnabrück.

In den meisten Stadtwerken ist die Situation eine ähnliche: Zwar ist das LoRaWan-Netz aufgebaut, doch die Detailarbeit steht noch aus. Um Produkte mit LoRaWan-Sensorik ausrollen zu können, muss die Ausleuchtung optimal sein. Sichere Aussagen über die Qualität zu tätigen, ist jedoch in vielen Fällen nur schwer möglich. Oft werden zur Bewertung initiale Simulationen herangezogen, die jedoch keine detailgetreuen Ergebnisse liefern können, weil sie nicht auf Echtzeitdaten beruhen. Die Folgen sind Probleme bei der Entscheidungsfindung.

Vor dem Start der Entwicklung von Grid Insight: LPWan wollte der Anbieter erfahren, was eine Software-Lösung bieten muss, um echte Mehrwerte zu realisieren. Dazu setzte das Team nicht nur auf die Stadtwerke Osnabrück, die das System im Feld testeten, sondern interviewte weitere Stadtwerke und LoRaWan-Netzbetreiber zu den Anforderungen an die Netzvermessung. Das Ergebnis: Die Kernanforderung ist eine Empfangs-Heatmap, auf der die Empfangsqualität auf Basis von realen Daten sichtbar ist.

Dass es allein mit einer Heatmap nicht getan war, wurde bereits vor dem Projektstart klar, denn: Herkömmliche LoRaWan-Field-Tester unterstützen die Identifikation von Funklöchern nicht. Gerade dies sicherzustellen, war jedoch eines der zentralen Ziele für das neue Netzvermessungs-Tool. Entsprechend wurden zwei Field-Tester für unterschiedliche Szenarien entwickelt.

Die erste Version sorgt für eine permanente Messung der Netzabdeckung. Dazu wird der Field-Tester in einem Fahrzeug verbaut, das sich viel im Stadtgebiet bewegt. Möglich sind hier beispielsweise die Fahrzeuge des eigenen Kundendienstes oder Busse des öffentlichen Nahverkehrs. Die Geräte verschicken in regelmäßigen Abständen auf Basis der zurückgelegten Strecke Daten und testen die Signalstärke. Um die Stadtwerke zudem bei ihrer jährlichen Turnusmessung zu unterstützen, wurde ein zweiter Field-Tester produziert, der manuell bedient wird und die Messung einer Deep-Indoor-Reihe ermöglicht.

Beta-Version überzeugt

Mit den Field-Testern waren die Voraussetzungen für die Nutzung der Lösung gegeben, so dass das Tool in der Betaversion eingeführt werden konnte. Die Integration der Field-Tester fand über die IoT-Plattform der Stadtwerke statt. Per MQTT-Schnittstelle werden die Daten an das Tool weitergeleitet. Für die Anbindung wurde Notia von Digimondo verwendet, dessen Software die Items im eigenen Rechenzentrum betreibt. Das Kernstück bildet die Heatmap, auf der alle Messreihen visualisiert werden. So sind Datenpakete, die nicht empfangen wurden, als roter Punkt dargestellt und Funklöcher werden schnell und ohne doppelte Messungen identifiziert. Durch die Möglichkeit, bestimmte Gebiete auf der Karte heranzuzoomen, ist eine detailgetreue Analyse realisierbar.

„Als Entscheidungshilfe für die weitere Netzverdichtung unterstützt Grid Insight: LPWan unsere Planung für den weiteren Rollout in der Stadt Osnabrück“, sagt Ingo Lemme, verantwortlich für den Bereich „IoT“ bei der Stadtwerke Osnabrück Netz GmbH. „Unsere Projekte zur Überwachung von Transformatoren oder Gasdruckregelstationen erhalten so einen zusätzlichen Schub.“

Für die Stadtwerke Osnabrück zeigte insbesondere die Analyse der Gateways schnell Wirkung. So können die Standorte der einzelnen Gateways parallel eingeblendet und die Messergebnisse isoliert betrachtet werden. „Das Tool bietet uns zusätzliche Transparenz und Qualität in unserem LoRaWan-Netz“, so Lemme. Ineffiziente Standorte wurden identifiziert, Gateways versetzt und eine höhere Netzabdeckung erreicht. Darüber hinaus muss für den Einsatz von Sensorik in kritischen Infrastrukturen das n-1-Kriteriums sichergestellt sein. Dafür steht in der Heatmap ein weiteres Analysewerkzeug zur Beurteilung von Gateways bereit. So werden Redundanzen sicher identifiziert und über eine interaktive Karte lässt sich analysieren, welche Gateways insgesamt erreicht wurden.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 7-8/2021. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Aufbauend auf dem Feedback zur Betaversion entstand die Version 1.0. Hier wurden die Analysemöglichkeiten der Messreihen sowie die Darstellung der Heatmap noch einmal optimiert. Zudem konnten eine verbesserte Usability und kürzere Ladezeiten realisiert werden. Die Anbindung bestehender Sensorik wird einer der nächsten Schritte sein.

Stadtwerke Osnabrück AG

Branche: Energie, Wasser, Mobilität, Wohnen, Bäder und Freizeit
Sitz: Osnabrück
Gründungsjahr: 1858
Mitarbeiter: ca. 1.400
Umsatz: 454,4 Mio. Euro (2019)

Bildquelle: Items