研究チームは2055年までの将来予測を含む水計画ツールを提供

人口動態の変化と気候変動の進行を考慮すると、オーストリアではすでに水供給の状況がますます緊迫しており、今後さらにその状況は悪化するでしょう。 しかし、これまで従来の計画システムでは、給水システムのパフォーマンスを段階的に予測することはできませんでした。

グラーツ工科大学 (TU Graz) の都市水管理・景観水工学研究所のダニエラ・フックス・ハヌシュ率いるチームは、この問題の解決策を開発しました。 無料の Web ツール EWA (翻訳者注: ドイツ語の頭字語は「変化要因を考慮した給水の意思決定ツール」の略) を使用すると、サプライヤーはゲーム化された形式で、さまざまな気候、資源、消費シナリオに対する代替案を計画することができます。

2055年までの予測

これにより、例えば小規模な水道事業者は、さまざまな開発に対する自社のネットワークの適合性を 2055 年までの 10 年単位で評価できます。ツール内でネットワークの拡張または転換を計画し、計画された対策が十分であるかどうかを確認できます。またはさらなるステップを踏む必要があるかどうか。 このシステムに慣れるためのチュートリアル タスクが用意されています。たとえば、2055 年になってもすべての住民が水を利用できるように、コミュニティに新しい井戸とパイプを建設するなどです。

さらに、ユーザーは独自の課題を作成して、さまざまなシナリオやインシデントを実行することができます。 ユーザー自身のコスト見積もりに基づいて問題の解決策を導き出すために、これらの自己作成タスクに対して予算制限を作成することもできます。 これにより、特に水道供給業者はシステムをカスタマイズし、独自の要件を満たすことができます。 課題の 1 つは、人口と訪問者の増加により 2055 年には 2 つの自治体での水供給が機能しなくなり、その結果、火災や事件が発生した場合に大きなボトルネックになる可能性があることです。 EWA ツールを使用すると、実用的な解決策を見つけることができます。

最適化タスクのためのより良いソリューション

とりわけ、当時の水需要と気候変動に関する今後30年間の展開を分析した、2021年に発表された研究「オーストリアの水資源」がツールの開発に組み込まれました。 さらに、研究者らは地域の水供給データに基づいて水需要予測を導き出し、プロジェクトパートナーであるシュタイアーマルク州、ケルンテン州、オーバーエスターライヒ州、ザルツブルク州、および連邦農林水管理省と調整した。そして水道会社３社。

ここからチームは、給水システムが満たさなければならない性能指標を導き出し、研究文献に基づいて使用可能なパラメータを開発しました。 これらは、予測および水理シミュレーション ソフトウェアとともにモデル化され、ユーザー インターフェイスにリンクされました。 インタラクティブ システムおよびデータ サイエンス研究所の Johanna Pirker、Valentin Adler、Georg Arbesser-Rastburg は、ツールのゲーム化された側面の実装を担当しました。

Daniela Fuchs-Hanusch 氏は、「水の豊富なオーストリアにおける水の利用と利用可能性に対する気候変動の影響はますます大きくなっています。したがって、このプロジェクトでは、エンジニアリングの知識とゲーミフィケーションの要素を次のような方法で組み合わせることが重要でした」と述べています。水道の最適化は、数学的最適化アルゴリズムと同じくらい、あるいはそれ以上に解決できます。EWA ツールを使用すると、水道会社は、極端な状況や予測される将来においてシステムがどのように反応するかを実際に測定できます。遊び心のある方法でバリエーションを試してください。」

研究は雑誌に掲載されます 水。

EWA ツールは、関心のあるすべてのユーザーがアクセスできますが、セキュリティとデータ保護の理由から、TU Graz アカウントを作成する必要があります。 アカウントを作成するときは、名前、姓、電子メール アドレス、生年月日、および公式の写真付き身分証明書のスキャンを提供する必要があります。