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Projekt SMN ACDC 2020-2040: SwissMetNet ACquisition and Data Communication 2020-2040

Projekt

MeteoSchweiz erneuert seine Infrastruktur zur Sammlung und Übermittlung der Messungen von mehreren tausend über die gesamte Schweiz verteilten Sonden. Hierfür werden das Internet der Dinge und Cloud-Dienste verwendet. Die Messergebnisse werden an eine zentrale Datenbank übermittelt und von dort aus an alle Systeme verteilt, die diese Daten zur Erzeugung von Produkten nutzen (App, Internet, Meteorologen/-innen, numerische Modelle, Klimatologie, …).

Projektanfang01.04.2019
Projektende31.12.2026
RegionNational
StatusAktuelle Projekte
  • Mess- & Prognosesysteme

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Das Internet der Dinge im Dienste der Meteorologie

Jeder Sensor des Bodennetzes von MeteoSchweiz ist an ein elektronisches Bauteil angeschlossen und stellt ein Objekt dar, das seine Messergebnisse unter Verwendung eines die Trennung zwischen der Veröffentlichung und der Verwendung dieser Daten sicherstellenden Protokolls selbstständig an einen gehosteten Dienst übermittelt.

Die Wetterstationen bilden somit eine Ansammlung von Sensoren mit einer gemeinsamen Infrastruktur, wobei letztere jedoch leicht den Anforderungen der Nutzer entsprechend (Hinzufügen oder Verlagern eines Sensors, etc.) umgestaltet werden kann. Die Kommunikation jedes Objekts wird durch die Verwendung eines Zertifikats gesichert, mit dem das Objekt vom Host eindeutig identifiziert werden kann.

Die Konfiguration aller dieser im Netz vorgesehenen Objekte (mehr als 3000) ist in hohem Masse automatisiert. Dies ist möglich, da nur eine beschränkte Zahl von Sensorentypen verwendet wird (etwa zwanzig). Für jedes aus einem Sensor und einem elektronischen Bauteil bestehende Paar muss spezifische Software entwickelt werden; anschliessend wird der Einsatz eines Objekts vor Ort jedoch nur noch konfiguriert, was von einer bereits vorhandenen, zentralen Datenbank von MeteoSchweiz gesteuert wird.  Mit diesen neuen Verfahren macht das Bodennetz von MeteoSchweiz vollen Gebrauch von den Technologien des 21. Jahrhunderts, wie dem Internet der Dinge und gehosteten Diensten, während gleichzeitig ein robustes und funktionstüchtiges Betriebsnetz garantiert wird.

Das Messnetz SwissMetNet

SwissMetNet ist das automatische Referenznetz für Bodenmessungen von MeteoSchweiz.  Basierend auf der kontinuierlichen Überwachung der Anforderungen (für den Schutz von Personen und Gütern bei extremen Wetterereignissen, für die Luftfahrt, für Kantons- und Bundesbehörden, für die nukleare Sicherheit und Kürzestfristvorhersagen, für die Zivilgesellschaft und die Armee, für Wettervorhersagen und die Klimatologie) wurde die Zahl der automatischen Messstationen des SwissMetNet deutlich erhöht. Die Grundinfrastruktur und die meisten meteorologischen Messinstrumente befinden sich in ausgezeichnetem Zustand, die Elektronik für die Datenerfassung und Kommunikation erreicht jedoch das Ende ihrer Nutzungsdauer.

Das Projekt SwissMetNet ACquisition and Data Communication (SMN ACDC)

Ende 2018 entschied die Leitung von MeteoSchweiz, das Projekt SMN ACDC einzuleiten: Sein Ziel ist die Erneuerung der Infrastrukturen für die Datensammlung und Kommunikation des Messnetzes SwissMetNet, wobei hohe Ansprüche an die Qualität und Widerstandsfähigkeit des Netzes gestellt werden und gleichzeitig eine Kostenreduzierung (Investitions- und Betriebskosten) angestrebt wird. Eine ausführliche Machbarkeitsstudie hat gezeigt, dass mit der Verwendung des Internets der Dinge (IoT) und der Cloud-Technologien alle Anforderungen vollständig erfüllt werden können und ein solcher Ansatz finanziell interessant ist. Die Direktion hat diese neue Ausrichtung auf die Datenübertragungstechnologien bestätigt und das Projektteam beauftragt, die neue Lösung zu implementieren. Diese Entscheidung steht im Einklang mit der Innovations-/Automatisierungsstrategie und insbesondere der Cloud-Strategie der Eidgenossenschaft. Sie sichert längerfristig die Widerstandsfähigkeit unseres Betriebs, was gleichermassen ein strategisches Ziel von MeteoSchweiz darstellt.

Im Projekt sind zwei Phasen zur Vorbereitung des Einsatzes vorgesehen. Eine erste Vorbereitungsphase wurde Ende 2022 für zehn Stationen durchgeführt.  In dieser Phase konnte die neue Lösung evaluiert und falls notwendig in gewissem Masse modifiziert werden.  Eine zweite Vorbereitungsphase wird 2023 stattfinden.  Nach einer zweiten Validierungsphase wird das Projekt in den Jahren 2024 bis 2026 seine Umsetzungsphase erreichen; dann wird die Lösung in allen SwissMetNet-Stationen installiert werden.

  • Projektauftraggeber:  Bertrand Calpini
  • Projektleiter:  Christian Félix