Challenge #3
Themenfeld Daseinsvorsorge
Prototyp Risiko-Dashboard zu Extremwetterereignissen

16.11.22

Challenge #3 – Daseinsvorsorge

Big Data – Welche kommunalen Datenpools liegen Ihnen vor und wie können Sie einzelne Datenbestände aus unterschiedlichen Fachbereichen in anonymisierter Form sinnvoll verknüpfen, um Antworten auf aktuelle Zukunftsfragen zu finden?

Gewinner-Use Case

Prognose und Visualisierung mikroklimatischer Extremwetterlagen durch die Nutzung vielfältiger Datenbestände

Gewinner-Kommune

  • Stadt Friedrichshafen

Gewinner-Idee

Extremwetterlagen verursachen heute bereits verstärkt Schäden an Mensch, Natur und Eigentum und werden künftig durch den Klimawandel deutlich zunehmen. Die Überwachung der Bildung solcher Gefahrenlagen findet bislang vor allem auf übergeordneter Ebene (Bund, Land) zwar statt, ist bei lokal auftretenden Ereignissen oftmals aber räumlich noch nicht ausreichend hoch aufgelöst.

Detaillierte wissenschaftliche Analysen vor Ort sind zwar aufgrund des Erkenntnisgewinns grundsätzlich sinnvoll, aber nicht in der Breite für alle Kommunen in regelmäßigen Abständen durchführbar.
Zusätzlich ist es wichtig, neben statischen Gefährdungsanalysen auch auf Anwendungen zurückgreifen zu können, die Gefahrenlagen dynamisch anhand von kurzfristig verfügbaren Daten wie Wetterinformationen analysieren können.

Die ortsspezifische Situation kann sich je nach Kommune stark unterscheiden hinsichtlich der geografischen Gegebenheiten und Vulnerabilität für Extremwetterereignisse, der zur Verfügung stehenden Datenbestände, ihrer räumlichen und zeitlichen Auflösung und einer unterschiedlichen Ressourcenverfügbarkeit hinsichtlich Personalausstattung, Kompetenzen, Hardwaretechnik etc.

Ziel

Ein Lösungsansatz für die beschriebene Situation kann in der Erstellung eines generischen Software-Tools für das Extremwetter-Management sein. Mit Hilfe eines intuitiven und transparenten Entscheidungsverfahrens wird aus den eingehenden Datenströmen eine Überwachung der aktuellen Gefahrenlage erzeugt. Die Modellierung der Entscheidungsfindung erfolgt unter der Einbindung von fachlicher Expertise. Bei der Erkennung von kritischen Zuständen wird eine Vorwarnung erzeugt, die dem jeweiligen Fachbereich zur Überprüfung der Lage zugeleitet wird.

Im Mai 2022 fand mit der Stadt Friedrichshafen der Kickoff-Termin statt. Dabei hat die Stadt Friedrichshafen zunächst ihre Ideeneinreichung nochmals detailliert dargestellt sowie ihre Wünsche und Erwartungen an die prototypische Umsetzung des webbasierten Dashboards im KommHUB konkretisiert:

  • Das KI-System zur Voraussage mikroklimatischer Zukunftsereignisse soll mittels einer Visualisierung als Risiko-Dashboard zur frühen Erkennung explizit von kleinräumigen Gefahrenlagen bei drohendem Extremwetter umgesetzt werden.
  • Gleichzeitig soll das System für die jeweilige Nutzergruppe einfach und intuitiv bedienbar sein. Gemessene Daten sollen vorqualifiziert und definierte Regeln angewendet werden, um die Bewertung von Abweichungen von vordefinierten Wertebereichen möglich zu machen.

Ziel ist letztendlich das Erkennen von Gefahrenlagen, um die Bevölkerung warnen und Maßnahmen zur Schadensbegrenzung ergreifen zu können.

Die Stadt Friedrichshafen und das KommHUB Team haben gemeinsam daran gearbeitet, verfügbare Datenreihen zu identifizieren. Anschließend wurde der Zugriff auf die identifizierten Datenquellen sichergestellt. Die verfügbaren Datenbestände umfassen u.a. Informationen zu:

  • den relevanten Pegelständen
  • den lokalen Überlaufbecken
  • den lokalen Niederschlagsmengen (klein- & großräumig)
  • den Extremwetterereignissen der letzten Jahre

Nach einer ersten Analyse der Daten fand im Oktober 2022 das nächste Projekt-Meeting mit der Stadt Friedrichshafen statt. Basis für das Gespräch waren aus den Zeitreihen erstellte Visualisierungen, die mit R Shiny realisiert wurden. Zusätzlich wurden heat maps zur Darstellung von Korrelationen zwischen den verschiedenen Einflussgrößen erstellt.

Gemeinsam diskutierten die Stadt Friedrichshafen und das KommHUB-Team anschließend, welche Analyse-Modelle künftig zur Anwendung kommen sollen und welche Schwellenwerte bei der „Ampel-Visualisierung“ anzuwenden sind. Für den weiteren Projektverlauf, die finale Auswahl und Schärfung des Modells und die Visualisierung des Dashboards wurde ein stark iteratives Vorgehen vereinbart.

HOW TO…

  1. Überlegen Sie, wo sie Daten in Ihrer Verwaltung halten, die in der Gesamtschau interessante und wichtige Informationen (intern wie extern) liefern können oder umgekehrt: Welche Informationen hätten Sie gerne in der Gesamtschau und wo liegen die Daten dazu?
  2. Lässt sich 1. ggf. um eine Komponente „Interkommunale Zusammenarbeit“ erweitern? Gewinnt die Gesamtschau, wenn z.B. Daten aus dem Landkreis, den umliegenden Städten und Gemeinden, zusammengeführt werden können?
  3. Suchen Sie sich einen Dienstleister, der Ihnen – am besten KI-basiert – die Gesamtschau auf Ihren Datentopf dynamisch und tagesaktuell entwickeln und bereitstellen kann.

Bei weiteren Fragen kommen Sie gerne auf den KommHUB zu: kommhub@komm.one