Im Zuge der Digitalisierung haben die Stadtwerke Saarlouis (SW SLS) begonnen, ihre gesamte Netzdokumentation aus der Ebene heraus in ein dreidimensionales Format zu transferieren. Dazu hieven die Planer derzeit den zweidimensionalen digitalen Zwilling ihrer Assets auf Basis ihres Geoinformationssystems (GIS) auf das nächste Level, indem sie ihn Schritt für Schritt um die dritte Dimension vervollkommnen. Am Ende des Projekts soll Saarlouis komplett als digitales 3D-Modell zur Verfügung stehen – inklusive Oberflächenbebauung und Untergrund. Netzdokumentation im Jahr 2025 bedeutet für die Energieversorger mehr als nur ihrer Planauskunftspflicht gegenüber Bauunternehmen nachkommen zu können. Neben Betrieb und Instandhaltung dienen immer detailliertere Daten zu Strom- und Gasnetzen sowie Wasser- und Glasfasernetzen längst auch als unverzichtbare Grundlage zentraler Funktionen wie Planung und Ausbau, aber auch zur Investitionssteuerung oder gesetzlicher Dokumentationspflichten.
3D-Modell einer Kreuzung der Stadt Saarlouis. Quelle: SW SLS
Saarlouis in Zahlen
Die Stadtwerke Saarlouis versorgen die rund 37.000 Einwohner:innen der Kreisstadt mit Strom, Gas – eine Beteiligung an der Fernwärme im Stadtteil Steinrausch inklusive –, Trinkwasser und Telekommunikation. In acht Stadtteilen, die sich über eine Fläche von 45 km2 verteilen, betreuen 134 Mitarbeiter:innen rund 40.000 Zählpunkte. Diese erstrecken sich auf 170 km in der Mittel- und 530 km in der Niederspannung innerhalb des Stromnetzes, über ein Gasnetz mit einer Länge von 152 km und ein 238 km langes Wassernetz. Hinzu kommt ein eigenes Glasfasernetz von derzeit circa 500 km Infrastrukturlänge, das der Internet Service Provider (ISP) aus Saarlouis aktuell ausbaut, bis die ganze Stadt erschlossen ist.
Die Ziele
„Im Laufe der Zeit kommen in der Netzdokumentation immer mehr Daten hinzu“, sagt Silke Kockler-Schikofsky, Leiterin Netzdokumentation & Planauskunft bei den SW SLS. „So haben wir z. B. bei Rohrleitungen auch Ereignisse wie Schadensfälle und Reparaturen miteinfließen lassen, um eine bessere Entscheidungsgrundlage zu schaffen, wo Erneuerungsmaßnahmen am ehesten vonnöten sind. Probleme zuverlässig und früh zu detektieren, spart Zeit und Geld und hilft im Vorfeld, größere Schäden zu vermeiden.“
3D-Modell Handy-Scan (3D-Punktwolke) einer Kreuzung der Stadt Saarlouis. Quelle: SW SLS
Von der Weiterentwicklung in Gestalt der dritten Dimension wollen in erster Linie Planer der SW SLS selbst profitieren. „Erklärtes Ziel ist es, mit der Stadt Saarlouis in Kooperation einzutreten und einen gemeinsamen Daten-Pool mit allen relevanten Daten zu schaffen“, verrät Dr. Ralf Levacher, technischer Geschäftsführer der Stadtwerke Saarlouis. „Auf diesen Pool, mit dem wir sukzessive in der Lage sein werden, die komplette Stadt in einem digitalen 3D-Modell darzustellen, werden beide Parteien jederzeit zugreifen können. Das wird der Mehrwert sein und uns beispielsweise beim effektiven Schutz unserer kritischen Infrastruktur wertvolle Dienste leisten.“
Dabei soll die dritte Dimension helfen, durch eine verbesserte Visualisierung in Planungsfragen bessere Entscheidungen treffen zu können. Hier geht es um Fragen der Simulation, etwa bei Hochwasserereignissen oder in puncto Wärmeentwicklung, um auf dieser Grundlage fundiertere Analysen treffen zu können.
Entwicklung der Netzdokumentation
Die Netzdokumentation unterliegt heute gestiegenen Anforderungen. Wenn sie bei Planung und Netzausbau beispielsweise als Grundlage für Netzanalysen, Simulationen und Lastflussberechnungen oder als wertvolle Entscheidungsbasis bei Erweiterungen, beim Umbau oder Rückbau von Netzabschnitten dienen soll, gilt: Je verlässlicher und genauer eine Planung werden soll, desto vernünftiger und akribischer müssen auch die ihr zugrundeliegenden Daten erhoben und dargestellt werden. Daher haben sich die SW SLS entschieden, nun die dritte Dimension miteinzubeziehen.
Sie bildet eine weitere Ausbaustufe ihres digitalen Zwillings und soll Vorteile für bestimmte Anwendungen mit sich bringen. Neben effizienterem Arbeiten und optimierter Planung bringt sie den SW SLS auch deutliche Einsparpotenziale. Beim Aufbau des digitalen 3D-Modells von Saarlouis, bei dem bereits der Kanal der Stadt integriert wurde, gilt: Je vollständiger und präziser der Daten-Pool zu Saarlouis‘ Oberfläche, der Bebauung inklusive seines Untergrunds vorliegt, desto effizienter können die Stadtwerke planen.
3D-Datenquellen
3D-Mesh-Modell mit Freileitungen der Stadt Saarlouis. Quelle: SW SLS
Um den Daten-Pool für das 3D-Modell von Saarlouis zu „füllen“, haben die SW SLS begonnen, alle Tiefbauarbeiten, z. B. neue Hausanschlüsse oder Reparaturen an Leitungsrohren, via Handy-Scan auf Basis von Laser-Technologie (LiDAR) zu dokumentieren. Die daraus generierten 3D-Punktwolken lieferten u. a. alle Tiefeninformationen, aus denen die tatsächlichen Abmessungen hervorgingen.
3D-Modell mit Versorgungsleitungen inklusive Kanal der Stadt Saarlouis. Quelle: SW SLS
Mit dem Ziel, nach und nach das komplette Stadtbild in Form von 3D-Punktwolken zu erfassen, ließen die SW SLS Saarlouis mit einem mit speziellen Kameras ausgerüsteten Fahrzeug der Firma cyclomedia befahren. Zusätzlich wurde Saarlouis beflogen, um solche Daten auch aus der Vogelperspektive zu generieren und daraus ein sog. 3D-Mesh-Modell zu erzeugen. Letzteres wurde dann über die 3D-Punktwolken aus der Befahrung gelegt, also mit 3D-Daten aus der Befahrung „zusammengeführt“.
„Die Kunst bestand darin, alle Daten, die wir zur Verfügung hatten, in einen zentralen Daten-Pool zu bringen und zu nutzen“, erklärt Silke Kockler-Schikofsky. „Und mit Hilfe von MapEdit der Mensch und Maschine Deutschland GmbH (MuM) und seinem 3D-Viewer hatten wir die Möglichkeit das Ganze mit Blick auf die verschiedenen Anwendungen zu visualisieren.“ Als Datenquellen dienen den Stadtwerken Saarlouis dabei über die 3D-Punktwolken aus der Befahrung sowie Laser-Scans und hochauflösende Luftbilder hinaus ein digitales Geländemodell (Höhen der Geländeoberflächen) des Landesamtes für Vermessung ebenso wie ihre interne Leitungsdokumentation inklusive Sachdaten zu den Gewerken Strom, Gas, Wasser und Glasfaser.
Dr. Ralf Levacher, technischer Geschäftsführer der Stadtwerke Saarlouis GmbH. Quelle: SW SLS
Silke Kockler-Schikofsky, bei den SW SLS Leiterin Netzdokumentation | Projektmanagement. Quelle: SW SLS