Hochwasservorhersage mit Fuzzy-System

Hochwasserereignisse stellen eine große Bedrohung für anrainende Regionen dar. Um geeignete Schutzmaßnahmen ergreifen zu können, sind rechtzeitige und verläßliche Vorhersagen über den zu erwartenden Pegelverlauf erforderlich.

Wir haben ein Verfahren zur automatisierten Entwicklung von Pegelvorhersagesystemen entwickelt und in eine Entwicklungsumgebung für Fuzzy-Pegelmodelle umgesetzt. Dabei wird aus einigen Benutzerangaben (ungefähre zeitliche Abhängigkeiten) und zahlreichen Eingangsgrößen, wie beispielsweise Abflussdaten, Niederschlagsstationsdaten, Niederschlagsteilgebietsdaten und Niederschlagsvorhersagen, automatisiert ein Fuzzy-Modell eines Flusspegels erstellt. Ein solches Modell kann anschließend analysiert werden und liefert dabei Zusammenhänge der hydrologischen Eingangsgrößen.

Das Entwicklungssystem wurde in die Systemumgebung der Anwender (z.B. das Landesamt für Wasserwirtschaft, Rheinland-Pfalz) integriert und kann direkt auf die notwendigen Daten des Anwenders zugreifen. Die erstellten Fuzzy-Pegelmodelle lassen sich kombinieren und können in einer separaten Ablaufumgebung an unterschiedlichen Orten plattformunabhängig eingesetzt werden. Die Berechnung der Vorhersagen für unterschiedliche Zeithorizonte benötigt nur wenige Sekunden.

• Gegenüber Expertenvorhersagen ist die Fuzzy-Vorhersageberechnung schneller, robuster und jederzeit rekonstruierbar
• Wesentlich kürzere Entwicklungszeit für Modelle als bei bisherigen rein mathematisch-hydrologischen Ansätzen
• Flexible und effiziente Anpassung der Modelle bei neuen Eingangsgrößen
• Effiziente automatisierte Optimierung bei neuen Messdaten
• Die Entwicklungsumgebung wurde bereits bei verschiedenen Einzugsgebieten mit unterschiedlichen Größen erfolgreich genutzt und die so erstellen Fuzzy-Pegelmodelle zum Einsatz gebracht

• Verbesserung der Vorhersage
• Beschleunigung der Vorhersage
• Simulation