Der Schlüssel zur Innovation ist intensiver Austausch
Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik ist heute auch eine Data Company. Die IT um CIO Günther Tschabuschnig trägt dazu sehr aktiv bei … etwa mit digitalen Services.
Die österreichischen Berge machen es aus. Nicht nur, aber auch. Dass die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, kurz ZAMG, bei vielen Themen weltweit führend ist. Je mehr Berge in einer 3-D-Landkarte aufscheinen, umso schwieriger wird es nämlich, die Entwicklung einer Wettersituation zu modellieren. Das erfordert spezifische Berechnungsmodelle und hochentwickeltes Wissen. Vor allem bei Nowcasting, also kurzfristigen Voraussagen für die nächsten Stunden, nimmt die ZAMG eine Spitzenposition ein. Nicht umsonst ist sie regelmäßig für die Wettervorhersagen bei den Olympischen Winterspielen verantwortlich, wie zuletzt in Südkorea. Oder ist mit ihren Berechnungen auch im Fall von Chemie- oder atomaren Unfällen international sehr gefragt. Bei der Katastrophe von Fukushima wurde im Hauptstandort auf der Hohen Warte in Wien weltweit die Ausbreitung der atomaren 3D-Wolke berechnet.
Für die IT der ZAMG rund um CIO Günther Tschabuschnig bedeutet das eine große Herausforderung, nämlich maßgeblich dabei zu unterstützen, dass die ZAMG auch in der digitalen Ära diese führende Position einnimmt. Mit dem Einsatz innovativer Technologien und mit Hilfe einer wachsenden Menge und Vielfalt an Daten und Datenerfassungen. Und mit neuen Kunden-Services, die diese Daten, kombiniert mit dem spezifischen Wissen, auch kommerziell verwerten – und so dazu beitragen, dass der wissenschaftliche Bereich auch künftig state-of-the-art ist. Die IT bewältigt diese Herausforderung höchst erfolgreich: In den letzten Jahren ist die ZAMG auch zur Data Company geworden.
Herr Tschabuschnig, was kann die IT heute zur Spitzenposition der ZAMG beitragen?
Die zentrale Basis ist natürlich eine ausfallsichere multiredundante IT-Infrastruktur, die 24x7x365 erreichbar ist. Die müssen wir gewährleisten, weil wir in Österreich, etwa bei Naturkatastrophen, zur kritischen Infrastruktur gehören, und zudem auch in internationale Netzwerke eingebunden sind. Wenn, so wie bei der Katastrophe von Fukushima, die ganze Welt auf unsere Website zugreift, darf die nicht zusammenbrechen. Neben der Hochverfügbarkeit schrauben auch die wachsenden Datenmengen die Anforderungen an die Infrastruktur extrem hoch: Da geht es um echte Big Data, die es zu verarbeiten gilt, in unserem Fall mit vier HPCs, die wir neben dem klassischen Big Data auch für AI-Anwendungen nutzen.
Big Data ist in der ZAMG an sich ja kein neues Thema. Was macht heute die neue Dimension aus?
Aktuell bekommen wir 100.000 Daten pro Minute in unsere Rechenzentren in Wien und in St. Johann im Pongau und haben 15 PB Storage. Zum einen generieren sich diese Daten aus unseren Forschungen und Messungen in den verschiedensten Bereichen von Phänologie und Glaziologie über Umweltgutachten und Klimaforschung bis zu Chemiemodellen. Zum anderen entstehen diese Datenmengen zu einem wesentlichen Teil aus internationalen Projekten. Wir sind zum Beispiel eines von fünf Kopernikus-Satelliten-Datenzentren in Europa und bekommen von den Sentinel-Satelliten der Kopernikus-Mission täglich 15 TB an Daten geliefert, die wir über ganz Österreich verteilen. Wir hosten beispielsweise auch das Climate Change Data Center in Österreich, in dem Klimadaten zusammenlaufen.
Welche Rolle spielt hier auch die neue Vielfalt an Daten und Datenmessungen, Stichwort IoT?
Zu den 400 Wetterstationen, mit denen wir traditionell sehr exakt die Wetterdaten wie Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit messen, kommt nun eine Fülle von neuen Möglichkeiten dazu.
Wir fahren gerade ein Pilotprojekt mit der MA 33 um alle Wiener Ampeln mit Sensoren auszustatten, die vielfältigste Daten zu Lärm, Schadstoffen, Feinstaub oder Licht- und Schallverschmutzung erfassen. Dabei können wir auch bewegte Sensoren einbinden – die Daten werden im Vorbeifahren an die Ampeln abgegeben und direkt in unser Rechenzentrum weitergeleitet.
Wo nutzen Sie neue Technologien bereits, um Ihren Kernbereich zu unterstützen?
Etwa, wenn wir den Restbereich, der in einem mathematisch-physischen Modell einer Wettersituation nicht nachgebildet werden kann, mittels AI simulieren und damit das Modell optimieren, also sehr zielgerichtet. Eine vollständige AI-Simulation könnte derzeit bei weitem nicht die Qualität eines mathematisch-physischen Modells liefern.
Oder, wenn wir bei Citizen Science, einem Digitalisierungsprojekt, die Bevölkerung einbinden, um klimabedingte Veränderungen von Pflanzen und Tieren über eine App rückzumelden. Ein gutes Beispiel ist auch unsere „Retter Wetter“-App, eine Kooperation mit dem niederösterreichischen Landesfeuerwehrverband: Wir liefern beim Einsatz über eine App kurzfristigste Vorhersagen für das Wettergeschehen, für Regen und Wind, und bekommen direkt vom Einsatzort Rückinformationen, zum Beispiel Fotos, die wir mittels AI sofort in unsere Modellierungen zurückfließen lassen.
Und aus diesen neuen IoT- und Crowd-Daten entwickeln Sie, in Kombination mit neuen Technologien, auch neue Geschäftsmodelle?
Richtig. Wir haben dazu neben dem wissenschaftlichen Bereich einen eigenen Bereich für Kunden-Services geschaffen. Gerade für kurzfristige Vorhersagen bietet sich eine wachsende Bandbreite an Anwendungsfällen: Die reicht von Veranstaltungen über Versicherungen, Verkehrsbetrieben, dem Agrarsektor und der Immobilienbranche bis hin zur Börse.
Es genügt allerdings nicht, nur Wetterdaten zur Verfügung zu stellen. Der Schlüssel, ist sie Impact-orientiert zu assimilieren.
Die klassische Vorhersage wäre etwa, dass mit Windspitzen von z.B. 150 km/h zu rechnen ist. Für jemanden, der im Wiener Prater laufen gehen will, wird es jedoch viel greifbarer, wenn man diese Daten mit dem Baumkataster matcht und dann vorhersagen kann, wie hoch dort die Gefahr abbrechender Äste ist. Und es geht immer mehr darum, die Daten in Prozesse zu integrieren. Zum Beispiel bei der Wind Prediction, wo sehr exakte kleinräumige Vorhersagen genutzt werden, um Windräder zeitgerecht in den Wind zu drehen. Oder beim IoT im Auto, wo aus Wettervorhersagen für die nächsten Kilometer vor dem Fahrzeug ein Smart Routing errechnet wird.
Diese Kunden-Services tragen dazu bei, digitale Innovationen im wissenschaftlichen Bereich zu finanzieren. Muss für solche Innovationen intern Überzeugungsarbeit geleistet werden?
Anfangs schon. Für viele Wissenschaftler ist die IT per se ein Tool, das meist erst bei der Umsetzung eines Projekts interessant ist. Das hat sich nun gedreht. Heute ist die IT von Beginn weg strategischer Partner in jedem Projekt der ZAMG und liefert schon im Ideen-stadium Input.
Und heute kommen die Wissenschaftler auf uns zu und fragen, ob man für ein bestimmtes Thema nicht AI oder Containerisierung einsetzen könnte.
Da gilt es dann manchmal bewusst machen, dass für Innovationen auch ein stabiles Umfeld, von Sicherheit über Data Governance bis zur Infrastruktur nötig ist.
Aber solche Anfragen zeigen doch auch, dass die Initiative, Innovationen ins Unternehmen zu tragen, Erfolg hat.
Absolut. Vor gut einem Jahr haben wir dazu einen weiteren wichtigen Schritt gesetzt, indem wir in der IT ein Innovationszentrum mit vier jungen Kollegen geschaffen haben, die zum einen dort eine geschützte Spielwiese finden, um neue Technologien wie Blockchain, Containerisierung oder AI auszuprobieren. Zum anderen kümmern sich die Kollegen aktiv um Querschnittthemen, sitzen beispielsweise oft im Climate Change Center und bringen dort Ideen ein, wie man die Klimaforschung mit Technologie unterstützen könnte. Gleichzeitig stimmen sie sich eng mit unseren Systemarchitekten dazu ab, was machbar ist. Dieser intensive Austausch zwischen IT, Wissenschaftlern, Kunden und auch Technologie-Partnern ist der Schlüssel für den Erfolg von Innovation. Themen und Fragestellungen kennenzulernen und umgekehrt auch die eigenen Möglichkeiten, aber auch die Anforderungen vorzustellen. Das erfordert viele Meetings und noch viel mehr Direktgespräche … und damit natürlich auch einiges an Energie. Aber heute strahlt diese Energie zurück: Weil sich unsere Mitarbeiter heute nicht damit zufriedengeben, dass ein Service läuft, sondern sich dann selbst auf die Suche nach neuen Ideen machen.
Von Michael Dvorak; Fotos: Milagros Martinez-Flener