Proef Internet of Things en cybersecurity bij waterschappen 

In samenwerking met private en publieke partijen heeft TNO een onderzoek bij drie waterschappen uitgevoerd, waarbij Internet of Things werd getest voor het meten en regelen van de waterstanden en waterkwaliteit. Daaruit bleek dat dit functioneel goed werkt en dat de meetresultaten vergelijkbaar zijn met wat de waterschappen zelf meten. Mogelijk zijn de bevindingen te vertalen naar toepassingen bij havenbedrijven. 

[ihc-hide-content ihc_mb_type=”show” ihc_mb_who=”2,4″ ihc_mb_template=”3″ ]

Nu de weersomstandigheden door klimaatverandering steeds extremer worden, is het voor waterschappen van belang om vaker en op meer plekken metingen regelingen te verrichten voor niveau en kwaliteit. Daarom onderzocht TNO voor de waterschappen Hunze en Aa’s, Aa en Maas en Brabantse Delta of de toepassing van Internet of Things daarvoor van waarde kan zijn. Hiddo Hut, senior technical consultant bij TNO [dit interview vond vorige maand plaats; met ingang van 1 juli jl. is Hut elders werkzaam, red.], omschrijft Internet of Things als ‘sensortoepassingen met behulp van Internet of Things-protocollen’. “Er zijn meerdere protocollen, met meerdere reikwijdtes. De keuze hiervoor is afhankelijk van waarvoor een klant het wil gebruiken. Twee mobiele protocollen die in Nederland sterk in opkomst zijn, zijn LoRaWAN – onder meer gebruikt door KPN – en NarrowBand IoT onder meer gebruikt door Vodafone.” Voor de proef bij de drie waterschappen is gekozen voor LoRaWAN, onder andere omdat dit in het licentievrije spectrum valt. 

Verstoring 

“In de zakelijke markt staat het gebruik van Internet of Things nog in de kinderschoenen, hoewel men er al wat verder mee is dan in de consumentenmarkt”, zegt business developer Evert van den Akker van TNO, die ervaring heeft met digitaliseringsprojecten in de maak-en agrofoodindustrie. “Met behulp van Internet of Things kunnen productieprocessen geautomatiseerd worden bestuurd en gemonitord. Vooral grotere bedrijven zijn daarmee bezig. Kleinere ondernemingen hebben een kortere horizon op het gebied van innovatie. Ik heb meegewerkt aan digitaliseringsprojecten in de melkveesector, wat bij uitstek een traditionele bedrijfstak is. Apparatuur wordt er voor gebruik gedurende twintig tot dertig jaar aangeschaft. Bij menig boer kom ik zestig jaar oude trekkers tegen. Daar – maar ook in andere sectoren – geldt: iedere verandering is een verstoring in het bedrijfsproces. Daarom hebben bedrijven de neiging om draaiende productieprocessen zo lang mogelijk in stand te houden. Dat verlaagt de aanvullende kosten, al heeft dit als keerzijde dat je kansen laat liggen.” 

Evert van den Akker

Laagdrempelig 

De waterschappen kozen ervoor om de inzet van LoRaWAN naast bestaande systemen te testen. “Voor het uitlezen van sensoren en het aansturen van fysieke objecten wordt vaak gebruik gemaakt van SCADA. Internet of Things is ook zeer geschikt om voor die doeleinden te gebruiken. Van oudsher waren sensortoepassingen vrij duur”, aldus Hut. Maar dit is veranderd, legt Van den Akker uit. “Inmiddels zijn de prijzen voor zowel LoRaWAN als NarrowBand IoT gedaald. Ook de abonnementskosten zijn lager geworden. KPN stelt dat LoRaWAN IoT-toepassingen kostenefficiënt en energiezuinig zijn. Dat maakt het heel laagdrempelig om sensoren in een polder of gemaal te plaatsen.” 

Reproduceren en vergelijken 

Bij het onderzoek werd niet alleen gekeken naar de functionaliteit van deze systemen, maar ook hoe de veiligheid van beide zich tot elkaar verhouden. Hut: “Je plaatst de sensoren immers op plekken waar niet 24 uur per dag monitoring is, in riolen, polders en gemalen. Dat vergroot het risico dat iemand de sensor uit het water haalt en er zijn voordeel mee doet.” “Naarmate er meer sensoren worden geplaatst, vergroot je ook de aanvalsoppervlakte”, voegt Van den Akker toe. “SCADA dateert nog van voor het internet. Het heeft nauwelijks beveiliging, terwijl LoRaWAN meerdere encryptielagen heeft. Als het niet veilig maar wel goedkoop is, is het een ander verhaal dan wanneer het goedkoop, functioneel en veilig is”, stelt Hut. “Wij wilden de casus onderbouwen dat de inzet van beide systemen in functioneel opzicht vergelijkbaar is. De waterschappen leverden hun van SCADA afkomstige data aan TMX, dat de sensordata van SCADA en LoRaWAN IoT heeft vergeleken. De trends in beide datasets waren duidelijk zichtbaar.” 

Hiddo Hut

Monitoren 

Volgens zowel Hut als Van den Akker zijn de resultaten uit het onderzoek onder meer vertaalbaar naar havenbedrijven. “Vroeger moesten sensoren vaak speciaal worden ontwikkeld voor bepaalde toepassingen, maar tegenwoordig met LoRaWAN zijn dit COTS-producten [common of the shelf, red.] geworden Je kunt een sensor inzetten, afhankelijk van de toepassing die een havenbedrijf voor ogen heeft”, stelt Hut. Van den Akker: “Onder meer bij het onderhoud van installaties – veelal zijn dit mega-investeringen – biedt Internet of Things meerwaarde. Met behulp van sensortechnologie kun je de onderhoudstoestand van een apparaat of onderdeel monitoren. Zo kun je gericht onderhoud doen of wanneer nodig vervangingen plegen. Dit stelt je in staat de kosten te verlagen, en de beschikbaarheid en voorspelbaarheid te vergroten.” Daarbij komt dat LoRaWAN in Nederland op 868 MHz opereert in de vergunningsvrije band, zegt Hut, wat inhoudt dat er ook private netwerken mee kunnen worden gemaakt. “Voor havenbedrijven kan dat interessant zijn.” 

Nieuwe waardeketens 

“Je creëert een nieuw soort diensten met nieuwe infrastructuren”, vindt Hut. “Ik zie dat als een potentieel voordeel. Neem bijvoorbeeld een producent van omvormers voor zonnepanelen. Die kan de opbrengst van het systeem, lokaal of via de cloud, aan de eigenaar van de zonnepanelen versturen. Maar met Internet of Things en LoRaWAN zou deze data – tegen een vergoeding en alleen met toestemming van de eigenaar van de omvormer – mogelijk ook met netbeheerders en/of energieleveranciers kunnen worden gedeeld. Internet of Things kan waardeketens op hun kop zetten en ook weer nieuwe waardeketens creëren.” Al zullen, waarschuwt Van de Akker, spelers in bestaande ketens er niet altijd belang bij hebben om mee te werken. “Niemand wil zich immers overbodig maken.” 

 Wat en waar gemeten  

Voor het onderzoek ‘Beveiliging watermanagement naar een hoger niveau’ werkte TNO samen met TMX en Croonwolter&dros, die samen de industriële sensoren ontwikkelden. Applied Risk, een bedrijf gespecialiseerd in security van industriële toepassingen, was verantwoordelijk voor het ontwikkelen en uitvoeren van securitytesten. Er werden zes veldopstellingen geplaatst bij de drie waterschappen. Per locatie werden twee opstellingen neergezet: een voor het meten van het waterniveau en een voor het meten van de waterkwaliteit. Bij twee waterschappen werden de sensormetingen verstuurd via het LoRa-netwerk van KPN. En bij één waterschap werden de sensormetingen verstuurd via een door TNO gebouwd privaat LoRaWAN-netwerk. 

[/et_bloom_locked]