THI forscht an KI-Systemen zur Absicherung kritischer Energie-Infrastruktur

Künstliche Intelligenz soll helfen, Schäden durch Hacker-Angriffe oder Naturkatastrophen in Gasnetzen schneller zu erkennen

Künstliche Intelligenz soll helfen, Schäden durch Hacker-Angriffe oder Naturkatastrophen in Gasnetzen schneller zu erkennen. (Quelle: Pixabay)

Eine zuverlässige Gasversorgung ist eine wichtige Voraussetzung für eine funktionierende Wirtschaft und die Sicherstellung der Daseinsvorsorge für unsere Gesellschaft. Hierzu gehört nicht nur die ausreichende Verfügbarkeit von Gas, sondern auch die Sicherheit der Gasnetze. Um Ausfälle zu vermeiden, gilt es die Netze zu überwachen und Fehlfunktionen frühzeitig zu erkennen. Das Forschungsprojekt „IKIGas“, an dem die Technische Hochschule Ingolstadt (THI) im Verbund mit den Firmen PSI Software in Berlin, die Avacon Netz GmbH in Salzgitter, die PSI FLS Fuzzy Logik & Neuro Systeme GmbH in Dortmund sowie als Assoziierter Partner die Thyssengas GmbH in Dortmund arbeitet, erforscht in den kommenden drei Jahren innovative, leistungsstarke und selbstlernende Werkzeuge für die Analyse, Prognose und Entscheidungsunterstützung zum Zustand von Gasnetzen.

Im Vordergrund steht, das Potenzial der Gasinfrastruktur für eine sichere Rohstoff- und Energieversorgung umfassend zu nutzen und vor Bedrohungen zu schützen. Mithilfe Industrieller Künstlicher Intelligenz (IKI) sollen Anomalien, die durch Naturkatastrophen, geopolitische Spannungen, Terrorismus, organisierte Kriminalität und Großschadenslagen ausgelöst werden können, schneller erkannt und geeignete Maßnahmen effizienter ermittelt werden. Damit soll die Leistungsfähigkeit und Resilienz des Gasnetzes gestärkt und die Versorgungssicherheit von Industrie und Haushalten deutlich verbessert sowie eine zuverlässige und unterbrechungsfreie Energie-, Wärme- und Rohstoffversorgung sichergestellt werden.

Die THI-Forschenden rund um Prof. Dr. Alexander Schiendorfer aus dem Cluster für Digitale Produktion des Instituts AImotion Bavaria setzen hierfür Verfahren der Statistik, des maschinellen Lernens inklusive Reinforcement-Learning und der mathematischen Optimierung ein, wobei man Erkenntnisse aus Produktionssystemen übertragen kann.

Die angestrebte Lösung wird in Form eines Demonstrators realisiert und von den beteiligten Gasversorgern umfassend getestet und validiert. Der zukünftige Einsatz von KI-basierten Assistenzsystemen wird den sicheren Betrieb der zunehmend komplexer werdenden Gasnetze unterstützen. Hierdurch können Reaktionszeiten in Krisensituationen verkürzt und Kaskadeneffekte vermieden werden. Die Lösung kann einen wesentlichen Beitrag zur Sicherheit der Gas- und Energieversorgung leisten.

Das Forschungsprojekt ist Teil des Programms „Künstliche Intelligenz in der zivilen Sicherheitsforschung II“ und wird über das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die Gesamtzuwendung liegt bei 1,4 Millionen Euro. Die Projektlaufzeit ist von August 2022 bis Juni 2025.

 

Über die THI:

Die Technische Hochschule Ingolstadt (THI) ist eine der führenden Mobilitätshochschulen Deutschlands. Über 6.500 Studierende sind an der THI immatrikuliert, rund 800 Mitarbeiter sind in Lehre, Forschung und den wissenschaftsunterstützenden Bereichen tätig. Für Studierende bietet die THI ein breites Spektrum von über 70 ingenieur-, informations- und wirtschaftswissenschaftlichen Bachelor- und Masterstudiengängen an. Im Bereich der Forschung nimmt die TH Ingolstadt bundesweit unter den Hochschulen für angewandte Wissenschaften eine Spitzenposition ein. Mit über 60 forschungsaktiven Professorinnen und Professoren und deren knapp 200 wissenschaftlichen Mitarbeitern deckt die THI vielfältige Forschungsfelder ab. Mit dem Forschungsbau CARISSMA bildet sie das bundesweite wissenschaftliche Leitzentrum für Fahrzeugsicherheit. Und als bayerischer KI-Mobilitätsknoten baut sie - unterstützt durch die Hightech-Agenda Bayern - ein Zentrum für Künstliche Intelligenz (AImotion Bavaria) mit rund 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auf.

 

Über PSI:

Der PSI-Konzern entwickelt eigene Softwareprodukte zur Optimierung des Energie- und Materialflusses bei Versorgern (Energienetze, Energiehandel, Öffentlicher Personenverkehr) und Industrie (Metallerzeugung, Automotive, Maschinenbau, Logistik). Die aus Standardkomponenten aufgebauten Branchenprodukte werden sowohl im Direktvertrieb als auch über den Multicloud-fähigen PSI App Store vertrieben und können zudem von Kunden und Partnern selbst angepasst werden. PSI wurde 1969 gegründet und beschäftigt weltweit über 2.200 Mitarbeiter.

 

Über Avacon Netz:

Avacon ist eines der größten regionalen Energieversorgungsunternehmen Deutschlands und betreibt Gasleitungen mit einer Länge von etwa 21.000 Kilometer und einen Netzabsatz von ca. 38,4 Mrd. kWh pro Jahr. Über die intelligenten Energienetze werden Verbraucher von der Nordseeküste bis Südhessen, von der niederländischen Grenze bis nach Sachsen-Anhalt mit Energie in Form von Strom und Gas versorgt. Zur Erreichung der klimapolitischen Ziele unterstützt AVACON aktiv bei der Schaffung der Rahmenbedingungen für Wasserstoffeinspeisungen in das Verteilnetz. AVACON beteiligt sich aktiv an der Weiterentwicklung bestehender technischer Regelwerke, an der Validierung der Bauteile für den Wasserstoffmarkt und für die Schaffung der Akzeptanz für Wasserstoff in der Bevölkerung.

 

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