Höhere Genauigkeit und Präzision bei der Erfassung und Übertragung von Daten vor Ort

Autor: AMT-SYBEX, part of Capita plc

Das britische Gasnetz geht auf den Anfang des 19. Jahrhunderts zurück und zählt damit zu den ältesten der Welt. Obwohl die Hauptleitungen im Laufe der Zeit erneuert wurden, existieren noch immer Tausende von Leitungskilometern, die aus Gusseisen und anderen verformbaren Metallen bestehen. Über die Jahre zersetzen sich diese Leitungen, bis sie schließlich undicht werden und Gas austritt. Das schadet der Umwelt, reduziert die Effizienz, erhöht die Kosten und kann Menschen und Gebäude gefährden.

Wales & West Utilities, früher ein Teil des britischen Energieversorgers National Grid, wurde 2005 ausgegliedert und betreibt heute ein unabhängiges Netz von Gaspipelines mit rund 35.000 Kilometern Länge, das 2,5 Mio. Haushalte und Unternehmen in Wales und dem Südwesten Englands mit Gas versorgt. Oberstes Ziel des Unternehmens ist die Gewährleistung einer zuverlässigen Gasversorgung für seine 7,5 Mio. Kunden.

Schritt für Schritt ersetzt Wales & West Utilities die alten Metallleitungen in ganz Wales und dem Südwesten Englands durch neue, langlebige Kunststoffrohre. Dabei ist es für das Versorgungsunternehmen wichtig, diese Leitungen in Zukunft zu Wartungszwecken einfach orten zu können.

Im Zuge der Leitungserneuerung aktualisiert Wales & West Utilities auch seine Daten, um Lage und Verlauf seiner Versorgungsleitungen noch besser zu dokumentieren. Wales & West Utilities hat mit AMT-SYBEX und Leica Geosystems zusammengearbeitet, um eine neue, mobile Lösung zu entwickeln, die hochpräzise GNSS-Geräte zur Erfassung und Aufzeichnung der exakten Koordinaten jeder neuen verlegten Leitung sowie wichtiger Metadaten zu Ventilen, Knotenpunkten und anderen Komponenten nutzt. Die digitale Erfassung dieser Informationen bietet zahlreiche Vorteile:

• Digitale Datenerfassung spart den Ingenieuren im Feld und den Teams im Büro Zeit

• Hochpräzises GNSS erhöht die Genauigkeit der Infrastrukturdaten und verringert das Fehlerrisiko

• Infrastrukturdaten können binnen Sekunden statt binnen Tagen an das Büro übermittelt werden

• Papierbasierte Prozesse werden abgelöst, was Kosten spart und der Umwelt nützt

• Künftige Wartungstätigkeiten können durch präzisere Positionsdaten sicherer und effizienter durchgeführt werden

Sicherheit hat Priorität

Sicherheit steht für Wales & West Utilities an erster Stelle: Das Unternehmen investiert 1,4 Mio. GBP pro Woche, um im Umkreis von 30 Metern um Gebäude alte Gasleitungen aus Metall durch neue aus Plastik zu ersetzen, damit Gaslecks vermieden werden.

Zudem erhöht dieser Austausch auch die Versorgungssicherheit und die Anzahl der erforderlichen Reparaturen bei Lecks. Aus diesem Grund hat die Gesundheits- und Sicherheitsbehörde alle Gasversorger angewiesen, den Austausch der Metallrohre – insbesondere jener im 30-Meter- Umkreis von Gebäuden – voranzutreiben.

Wales & West Utilities kommt dieser Aufforderung nach und hat bereits beinahe die Hälfte seines auf 30 Jahre ausgelegten Austauschprogramms realisiert. Durchschnittlich ersetzt das Unternehmen über 400 Leitungskilometer pro Jahr.

Beverley Robinson, die Datenverantwortliche von Wales & West Utilities, erklärt: „Unser ambitioniertes Austauschprogramm ist von größter Bedeutung für das Unternehmen und die Regulierungsbehörde. Mein Team ist zuständig für die Datenerfassung im Feld, die Validierung der gesammelten Informationen, die Aktualisierung der Infrastrukturdaten in unseren SAP-ERP-Systemen und die Erstellung von Fortschrittsberichten für die Behörde.“

Wenn neue Leitungen verlegt werden, müssen also die Infrastrukturdaten des Unternehmens aktualisiert werden, um den Verlauf der Leitungen, das Material und die Position von Rohren, Ventilen und Anschlüssen zu dokumentieren. Das hört sich jedoch einfacher an, als es ist.

Probleme mit papierbasierten Prozessen

Simon Barrett, der Dokumentenverantwortliche bei Wales & West Utilities, erläutert: „Früher gingen unsere Messingenieure mit einer Karte, einem Klemmbrett und einem Messrad hinaus ins Feld, wo sie den Verlauf neuer Leitungen bezogen auf bekannte oberirdische Bezugspunkte in die Karte eingezeichnet haben. Beispielsweise kann eine Leitung parallel zu einer Straße mit 75 Zentimeter Abstand zum Randstein geführt werden.

Aber was passiert, wenn die Straße nach einigen Jahren verbreitert wird und sich die Position des Randsteins ändert? Dann ist unser Bezugspunkt nicht mehr korrekt, und es könnte durchaus sein, dass unsere Teams an der falschen Stelle graben. Problematisch war auch, wenn eine Leitung irgendwo verlegt wurde, wo keine brauchbaren Bezugspunkte in der Nähe waren, beispielsweise mitten durch einen Acker.“

Die Prozesse nach der unmittelbaren Datenerfassung waren ebenso mühsam: Die Ingenieure mussten ihre Skizzen aus dem Feld maßstabsgetreu vergrößern und die Leitungen in eine größere Karte einzeichnen, die dann per Post an die Zentrale geschickt wurde. Das Team in der Zentrale überprüfte diese Karte dann und gab die Daten in Esri, das gemeinsame Kartierungssystem des Unternehmens, ein.

„Es dauerte Tage, bis uns die Daten aus dem Feld endlich erreichten, und die Arbeit damit war für alle Beteiligten mit einem enormen Zeitaufwand verbunden“, fügt Robinson hinzu. „Außerdem benötigten wir Unmengen an Papier, was Abfall und Archivierungsaufwand verursachte und auch unpraktisch war. Unsere Messingenieure müssen bei jedem Wetter im Freien arbeiten, und die Verwendung von Karten aus Papier bei Regen oder Wind ist kein Vergnügen.“

Aus der Suche nach einer Lösung

Wales & West Utilities wollte eine Lösung finden, die dem Anwender das Problem der Leitungsortung abnimmt und ihm die Position jeder Leitung präzise anzeigt. Außerdem sollte der gesamte Ablauf digitalisiert und die manuelle Tätigkeit in jeder Phase reduziert werden.

„Einige Jahre lang haben unsere Leckageteams die mobile Lösung Affinity Geofield von AMTSYBEX eingesetzt, mit der sie im Feld Zugriff auf präzise Kartierungsdaten hatten, und zwar selbst in abgelegenen Gegenden ohne mobile Datenverbindung“, erzählt Barrett. „Als wir herausfanden, dass mit Geofield auch Infrastrukturelemente eingezeichnet werden können, wurde uns klar, welches Potenzial das für die Lösung unserer Papierprobleme bot.“

Um die danach noch verbleibenden Herausforderungen zu meistern, griff das Unternehmen zu Leica Zeno, einem hochpräzisen GNSS-System von Leica Geosystems zur zentimetergenauen Erfassung der geografischen Koordinaten jeder Leitung. Die Integration der Zeno GNSS-Hardware in Geofield war jedoch ein Novum.

„Am schwierigsten war es, sicherzustellen, dass das System auch bei einer Unterbrechung der Datenverbindung funktioniert“, erklärt Barrett. „Im Normalbetrieb wird der Echtzeit-Kinematik-GNSSDienst HxGN SmartNet genutzt. Der Ingenieur arbeitet mit einem Empfänger, der von einer GNSSSatellitenkonstellation mit Positionsdaten versorgt wird. Diese Werte werden dann mit den Werten nahegelegener Basisstationen abgeglichen, deren exakte Position bekannt ist. Durch diesen Vergleich können fehlerhafte Werte korrigiert und eine extrem hohe Genauigkeit erzielt werden.

Fehlt allerdings die mobile Datenverbindung zur Basisstation, kann kein Abgleich und damit keine Korrektur erfolgen. Da unsere Ingenieure oft in abgelegenen Gegenden mit schlechtem oder fehlendem Empfang zu tun haben, gab es hier ein potenzielles Problem."

Gelöst wurde dieses durch die Entwicklung einer Nachbearbeitungsfunktion: Bricht die mobile Datenverbindung ab, werden alle nicht korrigierten Werte des Zeno lokal zwischengespeichert, bis die Verbindung wiederhergestellt ist. Sobald dies der Fall ist, werden die gespeicherten Daten gemeinsam verarbeitet und korrekte, korrigierte Geopositionswerte generiert.