R-Shiny Dashboard für die Berliner Wasserbetriebe
Interaktive Datenvisualisierung für den Wasserkreislauf von Berlin
Die Berliner Wasserbetriebe (BWB) sind als Anstalt des öffentlichen Rechts das größte Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungsunternehmen Deutschlands und sichern die Trinkwasserversorgung sowie die Abwasserreinigung für Berlin und Umland.
Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts IMPETUS befasst sich der BWB intensiv mit den Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserkreislauf der Hauptstadt. Um die Ergebnisse hydrologischer Modellrechnungen einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen, sollte eine interaktive Benutzeranwendung entstehen, die komplexe Daten verständlich aufbereitet und exploratives Arbeiten ermöglicht.
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Herausforderung
Die Ergebnisse des hydrologischen Modells lagen als Datenoutput vor, der für Nicht-Fachpersonen ohne geeignete Visualisierung kaum zugänglich war. Gesucht war eine Anwendung, die wissenschaftlich fundierte Berechnungen – etwa zu Volumenströmen der Oberflächengewässer und zum Anteil gereinigten Abwassers aus den Klärwerken der BWB – auf anschauliche Weise darstellt.
Eine besondere Anforderung: Die Anwendung sollte nicht statisch sein, sondern aktives Experimentieren erlauben. Nutzer sollten mit einem Szenarienrechner die Auswirkungen unterschiedlicher Parameter – wie höhere Zuflüsse, mehr Entnahmen oder die Ozonierung in Klärwerken – interaktiv erkunden können. Zusätzlich musste die Lösung so aufgebaut sein, dass sie auf der bestehenden Infrastruktur der Berliner Wasserbetriebe betrieben werden kann, ohne Abhängigkeiten zu externen Quellen.
Ausgangslage
- Europäisches Forschungsprojekt IMPETUS als inhaltlicher Rahmen
- Hydrologisches Modell zur Abschätzung der Klimafolgen auf den Wasserkreislauf Berlins als Modell
- CSV-basierte Datenpunkte mit Volumenströmen der Oberflächengewässer
- Anforderung an Interaktivität: Szenarienrechner statt statischer Auswertungen
- Betrieb auf eigener Infrastruktur des Kunden mit Deployment auf Kundenseite
Unsere Umsetzung in Kürze
- Data Science
- Development
- Beratung
- Visualisierung
- R-Shiny
- Docker
Lösung für Berliner Wasserbetriebe
dkd hat ein maßgeschneidertes Shiny-Dashboard in R entwickelt, das die Ergebnisse des hydrologischen Modells interaktiv und visuell ansprechend zugänglich macht. Herzstück der Anwendung ist die Berechnung und Darstellung der Volumenströme der Berliner Oberflächengewässer sowie der Anteile gereinigten Abwassers aus den Klärwerken der BWB.
Für die Visualisierung wurden zwei ergänzende Darstellungsarten umgesetzt: eine übersichtliche Datentabelle sowie ein individuell für diesen Anwendungsfall entwickeltes Sankey-Diagramm. Letzteres stellt die Volumenströme ähnlich einer Landkarte dar – so ist auf einen Blick ersichtlich, wo welche Ströme und in welcher Menge fließen. Die Anwendung arbeitet flexibel mit austauschbaren Datenquellen. (Beispieldaten, aktualisierbare Echtdaten, etc.)
Der integrierte Szenarienrechner lädt zum Experimentieren ein: Nutzer können Parameter wie höhere Zuflüsse, verstärkte Entnahmen oder die Ozonierung in Klärwerken variieren und die Auswirkungen sofort in interaktiven Visualisierungen zu Abwasseranteil und Einzelstoffanteil bzw. -rückhaltung nachvollziehen.
Projektumfang in Zahlen
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65
Parameter
1000
Datensätze
Technische Details
Die technische Basis bildet R in Kombination mit R-Shiny als Framework für die interaktive Webanwendung. Für die Datenverarbeitung und -darstellung kommen bewährte R-Komponenten wie DT (interaktive Datentabellen), ggplot2 (Visualisierungen), openxlsx (Datenexport) und rsvg (Grafikrendering) zum Einsatz.
Die Anwendung greift auf zwei Datenquellen zu: das hydrologische Modell als zentrale Berechnungsgrundlage sowie eine CSV-Datei mit Datenpunkten zu den Volumenströmen. Für einen reibungslosen Betrieb auf der Infrastruktur der Berliner Wasserbetriebe wurde die Anwendung vollständig containerisiert (Docker) und lässt sich dadurch einfach auf Kundenseite deployen – vollständig unabhängig von externen Diensten.
Kundenstimme
“Die Zusammenarbeit mit der dkd bei der Entwicklung der Shiny-App war von Anfang an sehr professionell, lösungsorientiert und transparent. Besonders geschätzt habe ich, wie gut das Team der dkd auf die individuellen Anforderungen von uns als Kunde und Nutzer eingegangen ist und gemeinsam passgenaue Lösungen entwickelt hat. Die Kommunikation war stets offen und unkompliziert - eine Zusammenarbeit, die ich jederzeit wieder empfehlen würde.”
Gut zu wissen
Das Projekt zeigt, wie dkd Data-Science-Kompetenz mit der Entwicklung von Webapplikationen nach Maß verbindet. Statt einer statischen Präsentation von Forschungsergebnissen entstand ein lebendiges Werkzeug, das komplexe hydrologische Zusammenhänge für unterschiedliche Zielgruppen erlebbar macht.
Das individuell entwickelte Sankey-Diagramm ist dabei ein besonderes Beispiel für die Umsetzungsgeschwindigkeit und Kreativität der dkd: Die Visualisierung wurde exakt auf den Anwendungsfall zugeschnitten und bildet die Berliner Volumenströme kartenartig ab – eine Darstellungsform, die Standard-Komponenten nicht in dieser Form bieten.
Durch die Containerisierung mit Docker und das Deployment auf der eigenen Infrastruktur der Berliner Wasserbetriebe bleiben die Hoheit über Daten und Betrieb vollständig beim Kunden – ein wichtiger Aspekt für ein Unternehmen der Daseinsvorsorge.
Ihre Ansprechpartnerin
Anika Heimann | Head of Sales & Customer Development
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