01 12 2016 abwasser im gespräch · 30.11.2016 4 sanierungsmanagement planungs-rahmen ziele...

201601 12

PROGNOSE-GESTÜTZTE SANIERUNGS-PLANUNG

Abwasser im

Gespräch

30.11.2016 2

Inhalt

2 Sanierungsplanung

3 Prognosemodell

4 Strategiemodell

1

2

3

2 Sanierungsplanung

3 Prognosemodell

4 Strategiemodell

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Inhalt

2 Sanierungsplanung

3 Prognosemodell

4 Strategiemodell

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2 Sanierungsplanung

3 Prognosemodell

4 Strategiemodell

1

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30.11.2016 4

Sanierungsmanagement

Planungs-rahmen

Ziele StrategieSanierungs-

plan

Sanierungs-konzept

Maßnamen-programm

Jahres-vorhabenliste

Umsetzung

MonitoringAnforderungs-

änderung

Zustands-bewertung

Strategie-werkzeuge

operationelle Werkzeuge

Planungsrahmen

• Netzhydraulik / GEP

• Stadtplanungskonzepte

• Stadtentwicklungskonzepte

• Bevölkerungsentwicklung

• klimatische Veränderungen

• rechtliche Rahmenbedingungen

• …

langfristige Ziele

• Stauraumkonzept

• hydraulische Anpassung

• Substanzwerterhalt

• Gebietsabkopplung

• Systemumbau

• Gebührenverstetigung

• …

Strategien

• Funktionsbezogener Ansatz

• Substanzwertansatz

• Zustandsbasierter Ansatz

• Gebietsbezogener Ansatz

• Mehrspartenansatz

• Ereignisabhängiger Ansatz

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Planungs-rahmen


plan

Sanierungs-konzept

Maßnamen-programm


Umsetzung


änderung

Zustands-bewertung

Strategie-werkzeuge


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Planungs-rahmen


plan

Sanierungs-konzept

Maßnamen-programm


Umsetzung


änderung

Zustands-bewertung

Strategie-werkzeuge


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Planungs-rahmen


plan

Sanierungs-konzept

Maßnamen-programm


Umsetzung


änderung

Zustands-bewertung

Strategie-werkzeuge


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Planungs-rahmen


plan

Sanierungs-konzept

Maßnamen-programm


Umsetzung


änderung

Zustands-bewertung

Strategie-werkzeuge


prognosebasierte Strategiemodellierung der Gelsenwasser AG

Prognosebasierte Strategiemodellierung

Prognose Strategie

Prognose Strategie

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StrategiewerkzeugGrundlagen

Clustering

Zustandsdaten / Substanzwerte

Pro

gnos

eK

alib

rieru

ng

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Inhalt

2 Sanierungsplanung

3 Prognosemodell

4 Strategiemodell

1

2

3

2 Sanierungsplanung

3 Prognosemodell

4 Strategiemodell

1

2

3


Prognose Strategie

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Clustering


Pro

gnos

eK

alib

rieru

ng Strategie

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AbnutzungsvorratDIN 31501 – Instandhaltung von technischen Systemen

30.11.2016 13

SubstanzwertDefinition

Quelle: http://www.e-qua.de/fileadmin/referate/18_Saalbach_Erstellung_einer_Sanierungskonzeption_fuer_Abwasserkanaele.pdf

„Die bauliche Substanzbewertung

beschreibt den Gesamtzustand des

Objektes unter Berücksichtigung der

Schwere und Dichte der Schäden.“(DWA Leitfaden zur strategischen Sanierungsplanung von Entwässerungssystemen

außerhalb von Gebäuden)

Substanzwert (nach DWA M 143-14)

SW = WBW ( 1 – Alter / Nutzungsdauer)

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Histogramm

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Dichtefunktion

30.11.2016 16

VerteilungsfunktionF(t) = P(T <= t)

Lebensdauer der Haltung

beträgt mit 40%

Wahrscheinlichkeit weniger

als 45 Jahre.

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Verteilungsfunktion

30.11.2016 18

ÜberlebensfunktionS(t) = 1-F(t) = P(T>t)

Lebensdauer der Haltung

beträgt mit 40%

Wahrscheinlichkeit

wenigstens 55 Jahre.

30.11.2016 19

Überlebensfunktionenalias Zustandsübergangsfunktion

25%

5%

13%

22%

35%

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Plausibilität durch synthetische DatenNetwork condition simulator for benchmarking sewer deterioration models

A. Scheidegger, T. Hug, J. Rieckermann, M. Maurer; doi:10.1016/j.watres.2011.07.008

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ZustandsübergangsfunktionenAusgangsverteilungen für Parameterschätzung

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Unzensiert ohne Historie – empirischParameterschätzung Maximum-Likelihood mit absoluten Daten

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Unzensiert ohne Historie – Weibull

~ 30 Jahre

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Überlebensfunktionenalias Zustandsübergangsfunktion

Modellhaltung

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Unbekannte ZeitpunkteZensierte Daten

Alter

Inspektionszeitpunkt

?

?

[0,Inspektionszeitpunkt]

[Inspektionszeitpunkt, INF]

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30.11.2016 27

Zensierte Daten ohne Historie

~ 20 Jahre

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Survivorship BiasVerzerrung zugunsten der Überlebenden

30.11.2016 29

Survivorship BiasOft keine Sanierungshistorie verfügbar

InspektionszeitpunktBaujahr

ersetzt

ersetzt

ersetzt

30.11.2016 30


30.11.2016 31

Zensierte Daten mit HistorieParameterschätzung Maximum-Likelihood mit absoluten Daten

30.11.2016 32

Inhalt

2 Sanierungsplanung

3 Prognosemodell

4 Strategiemodell

1

2

3

2 Sanierungsplanung

3 Prognosemodell

4 Strategiemodell

1

2

3


Prognose Strategie

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Clustering


Pro

gnos

eK

alib

rieru

ng Prognose

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Strategieanwendung in der PrognosePrioritätenliste pro Jahr

Ergebnisse GEP

Mehrsparten-strategie

Gebiets-bezogene Strategie

z.B.

30.11.2016 35

Strategieanwendung in der PrognosePrioritätenliste pro Jahr – sortiert nach ZK, SW, RBW

1 2 3

30.11.2016 36

Strategieanwendung in der PrognosePrioritätenliste pro Jahr – sortiert nach SW, ZK, RBW

2 1 3

30.11.2016 37

Strategieanwendung in der PrognosePrioritätenliste pro Jahr – sortiert nach RBW, SW, ZK

3 2 1

€

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Strategieanwendung in der PrognosePrioritätenliste pro Jahr – sortiert nach RBW, SW, ZK

Budgetvorgabe

30.11.2016 39

Strategieanwendung in der PrognoseJährliche Berechnung

2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 …

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Strategie auf NetzebeneNichts-Tun-Strategie

-35%

30.11.2016 41

Strategie auf NetzebeneBudget-Strategie

-20%

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Strategie auf NetzebeneBudget-Strategie mit AfA-Restriktion

� Alterungsmodellierung für Kanalnetze ist ein Blick durch die Lupe –kein Blick in die Glaskugel,

� Parameterermittlung der Zustandsübergangsfunktionen ist entscheidend,

� Systematische Fehler sollten bekannt sein und beachtet werden,

� Alterungsmodelle können als Entscheidungshilfe für das (integrale) Kanalnetzmanagement eine wertvolle Hilfe sein

� Für den operationellen Betrieb sollte eine Monitoring und eine Fortschreibung der Prognosemodellierung erfolgen

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Fazit und Ausblick

VIELENDANK !

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