Optischer Fingerabdruck verrät den Bagger

Ein neues Überwachungssystem von Siemens Energy erlaubt es, neben unterirdisch verlegten Öl- und Gasleitungen verlaufende Glasfaserkabel zu nutzen, um potenzielle Katastrophen zu vermeiden. Ein Pilottest in Österreich hat demonstriert, dass SIPIPE MON FOS es ermöglicht, rechtzeitig vor unangemeldeten Grabungsarbeiten und anderen Störungen zu warnen.

 

Von Hubertus Breuer

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Ein Bagger auf einem Feld in Österreich, irgendwo zwischen den Orten Kirchberg und Lichtenau. Ein recht alltäglicher Anblick. Doch an der Stelle, an der die Baggerschaufel in die Erde greift, liegt einige Meter tiefer eine Gaspipeline. Ein Glasfaserkabel, das neben der Leitung verläuft, registriert die Erschütterung – und löst damit einen Alarm des Überwachungssystems SIPIPE MON FOS von Siemens Energy aus. Der Vorfall wird dem Pipelinenetzbetreiber Gas Connect Austria gemeldet, der, wenn es kein bloßer Testlauf wäre, sofort tätig werden könnte.

Das Risiko von Katastrophen minimieren

Weltweit misst das Pipelinenetz über drei Millionen Kilometer. Der Großteil liegt unter der Erde, ein beträchtlicher Teil davon ist zudem mit Glasfaserkabel ausgestattet. Für viele Pipelinenetzbetreiber ist das neue – einfach zu installierende und mit geringen Investitionskosten verbundene – Alarmsystem daher eine Lösung, nicht nur direkte Schäden zu reduzieren, sondern auch mögliche Katastrophen zu verhindern. So starben 2004 in Ghislenghien, Belgien, 24 Menschen als eine Gaspipeline bei Bauarbeiten beschädigt wurde. 2014 kamen bei einer Explosion in Ludwigshafen, Deutschland, zwei Arbeiter ums Leben, als sie versehentlich Stahlwände auf einer Gaspipeline absetzten. 

„Solche Unglücke sind unwahrscheinlich, sie kommen aber doch vor“, sagt Helmut Schnabl, der bei Siemens Energy Austria die Digitalisierung von Lösungen im Öl&Gas-Geschäft leitet. „Und das Risiko steigt, wenn, wie derzeit vielerorts, Straßen, Bahnlinien und Gewerbeparks immer näher an Pipelines heranrücken.“

Intelligente Glasfasertechnologie

Das Glasfaserkabel hat durch die Erschütterung der Baggerschaufel äußerlich keinen Schaden genommen. Die einzelnen Glasfasern im Kabelstrang wurden aber kurz gedehnt – und das hat für die kontinuierlich in der Glasfaser reflektierten Anteile der Lichtimpulse Konsequenzen: Ihre Laufzeit vom Dehnungsort zurück zur Lichtquelle und ihre Helligkeit weichen vom bisher für diese Strecke üblichen Wert ab. 

Eine Station zur Signalverarbeitung, wie sie sich alle 80 Kilometer entlang der Pipeline findet, misst und analysiert die Änderungen und ermittelt so Ort und Ursache der Erschütterung. „Es entsteht ein optischer Fingerabdruck, der beides verrät“, umschreibt Schnabl die Informationslage. Folgerichtig meldet das Pilotsystem ganz korrekt, dass ein Bagger kurz davor sei, eine Pipeline auf der Feldteststrecke zwischen Kirchberg und Lichtenau bei Kilometer 39,56 zu beschädigen.

Stetig lernende Algorithmen

Um harmlose Erschütterungen von echten Bedrohungen zu unterscheiden, setzt SIPIPE MON FOS eine mit lernenden Algorithmen arbeitende künstliche Intelligenz ein. Die ist, ähnlich wie ein Mensch, in der Lage, aus Betriebserfahrungen Entscheidungsregeln abzuleiten, die sie auf neue Situationen anwendet. 

Für viele harmlose Erschütterungsursachen – wie Windräder, Bewässerungssysteme, Traktoren oder Züge –  ist das Überwachungssystem bei Inbetriebnahme schon eingelernt. So bleiben nur wenige Alarmanlässe wie Grabungsarbeiten übrig, für die SIPIPE MON FOS stetig weitere Erfahrungen sammelt und so lernt, deren Ursachen genauer zu bestimmen. Der Pipelinenetzbetreiber wird bei relevanten Bedrohungen sofort alarmiert und kann gegebenenfalls eine Drohne oder einen Hubschrauber rausschicken, um den betroffenen Pipelineabschnitt zu überprüfen.

Produktreif für globalen Vertrieb

Der CTO von Gas Connect Austria Erich Lugbauer zieht für die Erprobung von SIPIPE MON FOS eine positive Bilanz: „Wir haben schon jetzt ein extrem sicheres Pipelinenetz“, erklärt Lugbauer. „Trotzdem tun wir alles dafür, um unsere Pipelines noch sicherer zu machen. Dieses innovative Projekt hat viele positive Ergebnisse geliefert.“ Kein Wunder also, dass, nachdem SIPIPE MON FOS zum Produkt gereift ist, das System jetzt auch in den globalen Vertrieb geht.

19.06.2020

Hubertus Breuer ist Wissenschafts- und Technologiejournalist und arbeitet freiberuflich in München.

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