Verbrauchsanalyse

Die Verbrauchsanalyse ist eine detaillierte messtechnische und betriebliche Tiefenanalyse eines einzelnen Gasmessknotens über den gewählten Zeitraum. Das Ziel ist nicht nur, ein Verbrauchsdiagramm zu zeichnen, sondern die praktischen Fragen des Messdienstes zu beantworten. Die Analyse stützt sich auf internationale messtechnische Referenzen, wo diese eine Zahl rechtfertigen: ISO 5167 (Blendenmessung), EN 12405-1 (elektronische Volumenumwerter), OIML R 137 (Gaszähler), OIML R 140 (Messsysteme für gasförmige Brennstoffe), ISO 6976 (Heizwert), EN 1359 (Balgengaszähler) und EN 14236 (Ultraschall-Haushaltsgaszähler).

Zweck

Berichtskopf. Das Erste, was der Leser sieht: Knotenname und Adresse, Korrektortyp, Schlüsselkennzahlen der letzten Stunde (P, T), gesamtes Datenvolumen im Fenster (Punkte), Anzahl der erkannten Ereignisse, Analysemethode (rules / rules+LLM / LLM-only), Abrufdauer und der abgedeckte Zeitraum.

Der Bericht beantwortet die täglichen Fragen des Messdienstes:

• ob die Daten für den gewählten Zeitraum vollständig sind;
• ob das Archiv für den kommerziellen Periodenabschluss verwendet werden kann;
• ob am Periodenende eine Endlücke besteht;
• ob die aktuelle Telemetrie funktioniert;
• ob der Stundendurchfluss zum kumulierten Volumen passt;
• ob P/T-Sensoren festhängen;
• ob es Kommunikations- oder Archivlieferprobleme gibt;
• ob der messtechnische Pass ausreichend gefüllt ist;
• ob verdächtige Mindererfassungsmuster vorliegen;
• ob ein Vor-Ort-Besuch nötig ist;
• welche Rolle handeln sollte: Messtechniker, Disponent, Kommunikationsingenieur, Integrationsingenieur, Außendienstteam oder Abrechnungsanalyst.

Kernlogik

Der Bericht trennt drei orthogonale Bewertungen, die nicht vermischt werden dürfen:

Ein historischer Zeitraum kann für die Analyse vollständig nutzbar sein, auch wenn der Knoten heute stumm ist.

Beispiel für eine korrekte Auslegung:

Periodendaten:         nutzbar mit Vorbehalten
Aktuelle Überwachung:  beeinträchtigt
Abrechnungsabschluss:  nicht bereit für endgültigen Abschluss

Das ist kein Widerspruch. Es bedeutet: Die historischen Daten sind teilweise nutzbar, aber die aktuelle Telemetrie oder der kommerzielle Abschluss bedarf zusätzlicher Überprüfung.

Glossar

Analysezeitfenster

Periodenbeginn und -ende

Sie legen Beginn und Ende des Zeitraums fest. Der Bericht analysiert jede Stunde vom 00:00 Uhr des ersten Tages bis 23:00 Uhr des letzten Tages:

Erwartete Stundenanzahl

Für einen Jahreszeitraum gilt typischerweise $H_\text{expected} \approx 8760$.

Aufschlüsselung der Archivverfügbarkeit

Formeln:

Datenvollständigkeit

Verfügbarkeit, Aktualität und Gültigkeit sind drei orthogonale Schnitte in der Archiv-Eignungsprüfung vor jeder inhaltlichen Analyse. Vollständigkeit beantwortet: wie viele der erwarteten Stunden eingetroffen sind. Aktualität — wie aktuell die Daten im Moment sind. Gültigkeit — ob die Werte in physikalisch plausiblen Bereichen liegen.

Abdeckungsformel

Zusätzlich:

Der Unterschied ist wichtig:

• Coverage_received — ob die Sätze überhaupt eingetroffen sind;
• Coverage_valid — ob sie für die Durchflussanalyse brauchbar sind.

Auslegung der Abdeckung

Endlücke

Endlücke = Fehlen von Archivdaten am Ende des gewählten Zeitraums.

Die Endlücke beantwortet: Kann der Zeitraum als vollständig abgeschlossen gelten? Fehlen am Ende Daten, kann der Bericht für eine rückblickende Analyse weiterhin nutzbar sein, ist aber nicht bereit für den endgültigen kommerziellen Abschluss (siehe Kommerzielles Messurteil).

Datenaktualität

Zwei getrennte Aktualitätskennzahlen.

Aktualität gegenüber dem Periodenende

Wird für historische Analyse und Abrechnung verwendet:

Beantwortet: Liegen Daten bis zum Ende des gewählten Zeitraums vor?

Aktualität gegenüber dem Erstellungszeitpunkt

Wird für die aktuelle Überwachung verwendet:

Beantwortet: Ist der Knoten gerade jetzt aktiv?

Abdeckung der letzten 24 Stunden

Zusammengesetzter Aktualitätswert

Aktueller Telemetriestatus

Aktuelle Überwachung und Knotenübersicht. Dieser Block beantwortet die Frage „Können wir auf Grundlage dieses Archivs gerade jetzt handeln?“. Drei Zeitpunkte werden verglichen: die letzte archivierte Stunde, das Ende des Berichtsfensters und der Erstellungszeitpunkt des Berichts. Ist die Kommunikation frisch, das Archiv aber im Rückstand — liegt das Problem nicht beim Disponenten, sondern im serverseitigen Parser/Upload. Der KI-Kommentar erzeugt eine kurze, für Menschen lesbare Zusammenfassung für den Operator, ohne die formalen Status zu überschreiben.

Berechnet relativ zum Erstellungszeitpunkt, nicht zum Zeitraum:

Differenzialdiagnose:

Datengültigkeit

Prüfungen physikalischer Bereiche je Kanal:

Je Kanal:

Aggregiert:

Sensorstabilität

Detaillierte Diagnose für P- und T-Sensoren. Jeder Festhänge-Lauf erhält seinen Start/Ende/Länge/Wert. Lange Intervalle mit demselben Wert sind fast immer ein Zeichen für ADC-Ausfall / Sensor-Reset / betriebliche Durchflussabschaltung — keine echte Physik. Spitzen — abrupte Sprünge ≥ Schwelle pro Stunde — sind hingegen ein Telemetrieartefakt oder Sensor-Reset.

Auslegung und Maßnahmenplan für Sensoren. „Sensorzustand: CRITICAL“ ist eine abschließende textuelle Zusammenfassung über beide Kanäle. Jedes erkannte Problem wird automatisch mit einer Empfehlung, Priorität, verantwortlichen Rolle und einem kurzen Auslöser (was konkret ausgelöst hat) versehen.

Festhängender Sensor

Ein Sensor gilt als festhängend, wenn sich der Wert länger als die Schwelle (24 h) kaum ändert:

Gleichheitstoleranz (0,1 %):

Punkte gelten als gleich, wenn $|x_i - x_\text{run}| \leq \mathrm{tol}(x_\text{run})$.

Temperaturspitze

Druckspitze

Auslegung

Aggregierte Archivqualitätswerte

Aggregiertes Qualitätspanel. Oben — die zentralen KPIs des Berichts (Datenstunden, Volumen, Ereignisse, Leerlauf/Drift). Darunter — Abschnitts-Reiter (Datenqualität, Verbrauchsprofil, technischer Pass, Mindererfassung und Manipulation, Anomalien und Vorfälle, täglich, Quellen). Auf dem Datenqualitäts-Reiter — 6 Teilindikatoren 0–100 plus ein verbales Urteil und die Gewichte des zusammengesetzten Werts.

Der Bericht erzeugt 5 orthogonale Werte (je 0–100), die unterschiedliche Facetten der Qualität abdecken:

Geschätztes potenziell unbeobachtetes Volumen

Zwei verschiedene Schätzungen desselben Volumens. Der Periodenmittelwert ist konservativ (Nachfüllung der Endlücke unter einem flachen Profil), während das Profil der aktiven Stunden den Tagesrhythmus (Arbeitsschicht / Nacht / Wochenende) besser erfasst. Die Spanne zwischen beiden ist der Unsicherheitsbereich, kein Einzelwert. Das Risikoniveau hängt von der Lückenlänge und dem charakteristischen mittleren Durchfluss ab.

Anomaler Verbrauchsmonat. Monatliche Anomalien sind ein eigenes Signal, das am Jahresrhythmus (Heizsaison vs. Sommer) bewertet wird. Übersteigt ein bestimmter Monat den Median der übrigen erheblich (Schwelle × 2), wird er automatisch oben hervorgehoben, mit dem Hinweis, den Ereignis-Feed, den Pass und technologische Ursachen zu prüfen.

Dieser Block schätzt, wie viel Gas während Stunden ohne gültige Archivdaten geflossen sein könnte.

Stunden ohne gültige Daten

Mittelwertbasierte Schätzung

Geeignet für Objekte mit relativ gleichmäßigem Verbrauch.

Profilbasierte Schätzung

Typischer Durchfluss für die Tagesstunde $h$ (Median über den Zeitraum):

Ist das Profil für eine Stunde unzuverlässig, wird $\overline{Q}$ verwendet.

Schätzbereich

Beide Schätzungen werden angezeigt. Liegen sie nahe beieinander — ist das Tagesprofil stabil. Weichen sie deutlich voneinander ab — hat das Objekt einen ausgeprägten Betriebsmodus und Vorsicht ist geboten.

Leerlaufknoten

Hatte ein Knoten im Zeitraum praktisch keinen realen Verbrauch, wird das Fehlen von Durchfluss nicht als Risiko gewertet.

Leerlaufprüfung

Adaptive Nahe-Null-Schwelle:

Der Knoten gilt als im Leerlauf, wenn beide Bedingungen erfüllt sind:

Wirkung

Die Schweregradskala wird milder (max. medium statt critical), und der Bericht stellt fest:

Der Knoten war faktisch offline / saisonal stillgelegt. Das Fehlen von Verbrauch wird nicht als Mindererfassungsrisiko gewertet.

Q/V-Abgleich

Abgleich von Stundendurchfluss vs. Zählwerk. Die messtechnische kommerzielle Berechnung wird durch den V-Zuwachs bestimmt, nicht durch die Summe der momentanen Q-Werte. Eine Übereinstimmung ΣQ ≈ ΔV in ≥ 80 % der Stunden ist die Norm für einen gesunden Knoten. V-Rückläufe (von Stunde zu Stunde, $V_{t+1} < V_t$) und scharfe V-Sprünge sind kritische Anzeichen eines Archivausfalls und erfordern fast immer eine Untersuchung.

Der zentrale Messtechnik-Block. Vergleicht die Summe der Stundendurchflüsse mit dem Zuwachs des kumulierenden Zählers.

Basisgrößen

Auslegung der Abweichung

Zählermonotonie

Der Zähler muss steigen oder konstant bleiben.

Rücklauf: $\Delta V_h < -0.5\text{ m³}$ → Vorfall V_ROLLBACK.

Scharfer Sprung: $\Delta V_h > V_\text{jump\_threshold}$ → Vorfall V_JUMP.

Stundenweiser Abgleich $Q \cdot 1\text{h} \approx \Delta V$

Für jede Stunde mit sowohl $Q$ als auch $V$:

Die Stunde ist übereinstimmend, wenn $\mathrm{Match}_h \leq 20\,\%$. Anteil der übereinstimmenden Stunden:

Grenzen des Q/V-Abgleichs

Selbst eine gute numerische Übereinstimmung bedeutet noch keine kommerzielle Nutzbarkeit. Sie müssen wissen:

Ist die Bezugsgröße unbekannt:

Der Q/V-Abgleich ist numerisch übereinstimmend, aber die kommerzielle Bezugsgröße ist unbestätigt. Eine Überprüfung des Passes, der Impulswertigkeit und der Volumenbezugsgröße ist erforderlich (siehe EN 12405-1 §7).

Kommunikation vs. Archiv

Differenzialdiagnose „Kommunikation vs. Upload“. Existieren Sitzungen im Fenster, aber kein Archiv — antwortet das Gerät über GSM/CSQ, doch das Archiv wird entweder nicht geschrieben oder vom Server nicht geparst. Dies ist kein Disponenten- / Modemproblem — es sollte von einem Integrationsingenieur bearbeitet werden.

Basisformeln

Archivlieferung

Für jede Lücke prüfen wir, ob im selben Zeitfenster Sitzungen stattfanden:

• gap_with_sessions — Archivlücke bei vorhandenen Sitzungen;
• gap_without_sessions — Archivlücke und ebenfalls keine Sitzungen.

Differenzialdiagnose

Signalqualität

Wird die Signalqualität als CSQ gemeldet:

Beispiel: CSQ=29 → RSSI ≈ −55 dBm (ausgezeichnet).

Messtechnischer Pass

Pflichtfelder mit Gewichten

Der Pass definiert 11 Felder mit Gewichten:

Vollständigkeitsformel

Auslegung

Ist der Pass unvollständig, muss das kommerzielle Urteil einen Vorbehalt enthalten:

Messtechnischer Pass unvollständig. Das kommerzielle Urteil erfordert einen manuellen Abgleich und Bezug auf OIML R 137 / EN 12405-1.

Verdächtige Mindererfassungsmuster

Signal-Triage. Jedes Signal wird in eine Kategorie eingeordnet, hat ein Beweisniveau (low / medium / high), eine Feldpriorität, formale Belege und eine empfohlene Maßnahme. Dies ist kein Urteil über den Knoten — es ist eine Liste von Fenstern, die von einem Operator oder vom Servicepersonal manuell geprüft werden müssen.

Dies sind Heuristiken, keine Beweise.

Nahe-Null-Schwelle

Nulldurchfluss in aktiven Stunden

Eine Stunde ist verdächtig ruhig, wenn $Q_h < Q_\text{nearzero}$ UND in das typische aktive Intervall des Objekts fällt.

Live-P + Null (Q≈0 bei aktivem P)

Kann sein:

• Abschaltung / geschlossenes nachgelagertes Ventil / saisonaler Stopp;
• P_const-Modus oder Sensorausfall;
• Impulseingangsfehler;
• mögliche Manipulation — aber nicht bewiesen.

Unterbrechung-Wiederaufnahme

Muster: normaler Q → Q≈0 → normaler Q. Scharfer Moduswechsel, aber kein Verstoßbeweis. Mögliche Erklärungen: geplante Abschaltung / Objektstillstand / Ventilschließung / Kanalausfall / manueller Eingriff / Archivlieferfehler.

Bestätigte Manipulation

Ein statistisches Muster allein kann keine Manipulation bestätigen. Sie benötigen harte Beweise:

• Schrankaufmachung (cover_open in Geräteereignissen);
• magnetische Beeinflussung;
• Parameteränderungen (parameter_change);
• unbefugte P_const-Änderung;
• Archiv-Reset;
• bestätigte Manipulation des Impulseingangs;
• Vor-Ort-Abnahmeprotokoll;
• Fotos / Plomben / Vor-Ort-Ablesungen.

Korrektes Urteilsformat:

Bestätigte Manipulation: NICHT ERKANNT
Verdächtige Muster:      VORHANDEN
Rechtliche Bereitschaft: NICHT BEREIT

Kommerzielles Messurteil

Management-Status. Die 7 Zeilen beantworten 7 verschiedene Fragen auf Managementebene: Kann der Zeitraum abgeschlossen werden (Abrechnung), funktioniert der Knoten jetzt (Überwachung), stimmen Archiv und Zählwerk überein (Q×h vs. ΔV), ist ein Vor-Ort-Besuch nötig, liegen verdächtige Muster vor, wie integer sind die Daten, sind alle Passparameter vorhanden. Jede Zeile ist anklickbar und verweist auf den Beleg-Block des Berichts.

Das übergeordnete Urteil für den Manager des Messdienstes.

Regeln für das Abrechnungsarchiv

Bereit:

• Abdeckung ≥ 98 %
• Endlücke ≤ 2 h
• Q/V übereinstimmend (good)
• V monoton
• Pass COMPLETE
• Keine kritischen Sensorprobleme

Bereit mit Vorbehalten:

• Abdeckung 95–98 %
• Endlücke 2–24 h
• Q/V übereinstimmend mit Vorbehalten (warn)
• Pass PARTIAL
• Kein kritischer Blocker

Nicht bereit für den endgültigen Abschluss:

• Endlücke > 24 h ODER
• Q/V nicht klassifiziert ODER
• V-Rücklauf vorhanden ODER
• Pass in kommerziellen Feldern unvollständig ODER
• kritisches Sensorproblem

Nicht nutzbar:

• Abdeckung kritisch niedrig ODER
• Archiv beschädigt ODER
• V hat erhebliche Rückläufe/Spitzen ODER
• Q/V völlig inkonsistent ODER
• Schlüsselkanal nicht verfügbar

Aktuelle Überwachung — separat bewertet

Vor-Ort-Inspektion

Ein Besuch ist erforderlich, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

• Endlücke nicht behoben;
• Q/V nicht klassifiziert;
• Zählerrücklauf vorhanden;
• Pass kritisch unvollständig;
• P- oder T-Sensor festhängend;
• verdächtige Mindererfassungsmuster;
• Ereignisjournal nicht verfügbar, während starke Anomalien bestehen;
• aktuelle Telemetrie kritisch beeinträchtigt.

Vorfälle

Ein Vorfall ist ein gruppiertes Problem, nicht jeder einzelne Rohsatz.

Typen

Gruppierungsprinzip

Rohereignisse → gruppierte Vorfälle → Vorfälle mit höchster Priorität

Beispiel: 301 roh → 15 gruppiert → Top-5 zum Handeln. Dem Operator dürfen nicht 301 identische Ereignisse als 301 getrennte Probleme angezeigt werden.

Maßnahmenplan

Maßnahmen mit Prioritäten P0/P1/P2. Jede Maßnahme trägt eine verantwortliche Rolle, eine Frist (heute / im Laufe des Tages / 1–3 Tage) und die Ursache, die sie auf die Liste gebracht hat. Die Feld-Checkliste wird automatisch aus dem Urteil und den offenen Vorfällen erstellt: was mitzunehmen, was anzuschauen, was zu messen ist — gekennzeichnet mit P0/P1 zur Vor-Ort-Priorisierung.

Jede Empfehlung ist an eine Ursache gebunden.

Regelbeispiele

Feld-Checkliste

Was mitzubringen ist

Referenzmanometer • Referenzthermometer • Multimeter • Signal-/Antennentester • Plombensatz • Inspektionsprotokoll • Zugang zu Archiv und Pass • Fotodokumentation.

Was zu prüfen ist

Plomben von Korrektor und Zähler • Impulskabel • P-, T-Sensoren • Modem, Antenne, Stromversorgung, Batterie • Absperrventile • mögliche Umgehung • Pass vs. tatsächliche Ausrüstung.

Was zu messen ist

Referenz-P, -T • aktuelles Q • kumuliertes V • externe Zählerablesungen • CSQ/RSSI • Versorgungsspannung • Eingangsimpulse • Korrektor-Datum/-Uhrzeit • P_const • Qmin/Qmax • Impulswertigkeit.

Was zu fotografieren ist

Korrektoranzeige (P/T/Q/V) • Datum/Uhrzeit am Gerät • Seriennummern • Plomben • Impulskabel • Sensoren • Modem und Antenne • Gesamtansicht • Ventilstellungen.

Quelle nach Verhaltensprofil

Das konkrete API-Archiv und -Feld werden automatisch nach dem Geräteverhalten ausgewählt. Drei Familien:

Kontinuierliches Stundenarchiv

Das Gerät schreibt einen Satz genau einmal pro Stunde. Quellenpriorität:

1. direktes Feld „Durchfluss pro Stunde“ (falls das Gerät es berechnet);
2. Δ des kumulierten Normvolumens;
3. Δ des kumulierten Betriebsvolumens.

Zulässige Lücke — genau 1 Stunde.

Sitzungsbasierter Upload mit Aktuellzustands-Archiv

Das Gerät schreibt Sätze, wenn es sich verbindet, nicht streng stündlich. Die primäre Quelle ist der momentane Durchfluss (gerätberechnet); als Rückfall dient das normierte Δ des kumulierten Volumens:

Zulässige Lücke — bis zu 6 Stunden; ist $\Delta t > 6\text{ h}$, gilt der Punkt als ungültig (wahrscheinlich Datenverlust, keine Zählerentladung).

Reine Telemetrieblöcke

Das Gerät überträgt nur Kommunikation/Zustand und misst kein Gas — der Bericht zeigt N/A mit „dieses Gerät hat keine Messstelle“.

Sparse-Fallback

Liefert das primäre Archiv < 50 % der erwarteten Punkte, wird automatisch das sekundäre Sitzungsarchiv herangezogen (so wie es ist, ohne Stundenraster) und die Berechnung darauf fortgesetzt.

Methodische Grenzen

Archiv

Ist das Stundenarchiv unvollständig, sind alle Schätzungen für fehlende Stunden näherungsweise.

Q/V

Der Q/V-Abgleich ist nur sinnvoll, wenn Q und V:

• eine einheitliche Volumenbezugsgröße teilen (Norm oder Betrieb);
• eine korrekte Impulswertigkeit haben;
• zur selben Messquelle gehören;
• zeitlich synchronisiert sind.

Siehe OIML R 137 für das Prüfverfahren und EN 12405-1 §7 für die Umrechnungsbezugsgröße.

Pass

Ohne Qmin/Qmax, Eichdatum, P_const oder Impulswertigkeit muss das kommerzielle Urteil einen Vorbehalt tragen.

Verdächtige Muster

Mindererfassungsmuster sind kein Beweis für Manipulation. Sie setzen lediglich die Priorität für die Inspektion.

KI-Kommentar

Der KI-Kommentar hat keinen Anteil am rechtlichen Urteil und ersetzt keine formalen Regeln. Er hilft nur, die Situation in einfacher Sprache zu erklären.

So lesen Sie den Bericht

Q/P/T-Visualisierung und Verhaltensprofile. Im Hauptdiagramm werden Ereignisse als halbtransparente vertikale Bänder nach Typ hervorgehoben (Spitze / Leerlauf / Leck / festhängender Sensor / keine Daten) — jeder Typ kann durch Anklicken seines Chips ein-/ausgeblendet werden. Gleitende 7-/30-Tage-Mittelwerte sorgen für saisonale Glättung. Das Verbrauchsmuster ist eine doppelte Aufschlüsselung: Tagesprofil (Tagesstunde), aufgeteilt nach Werktag/Wochenende, und eine Kalender-Heatmap „Wochentag × Monat“, die die Stabilität der Arbeitsschicht zeigt.

Periodenvergleich. Eine Jahresdifferenz birgt zwei Fallen: (1) Änderung der Abdeckung des Vorzeitraums (lag sie bei 6 %, ist ein „33ד-Ereigniswachstum ein Divisionsartefakt, keine Realität) und (2) keine Längennormalisierung. Daher maskiert der Vergleich bei einer Abdeckung < 50 % das Δ % und zeigt nur absolute Differenzen, um den Operator nicht zu Fehlschlüssen zu verleiten.

1. Beginnen Sie mit dem Kommerziellen Messurteil.
2. Prüfen Sie, ob der Zeitraum abrechnungsbereit ist.
3. Prüfen Sie die aktuelle Überwachung gesondert.
4. Gehen Sie weiter zu den Top-5-Vorfällen.
5. Liegt eine Endlücke vor — gehen Sie zu „Kommunikation vs. Archiv“.
6. Liegt eine Q/V-Diskrepanz vor — gehen Sie zur Analyse des kumulierten Volumens.
7. Hängen P/T-Sensoren fest — gehen Sie zur Sensorstabilität.
8. Ist der Pass unvollständig — geben Sie kein hartes kommerzielles Urteil ab.
9. Liegen verdächtige Muster vor — planen Sie eine Prüfung, aber geben Sie kein rechtliches Urteil ab.
10. Führen Sie den Maßnahmenplan nach Rolle aus.

Mindestkriterien für einen vollständigen Bericht

Ein Bericht gilt als vollständig, wenn er enthält:

• Analysezeitraum • $H_\text{expected}$ • empfangene Sätze • gültige Sätze • NULL-Sätze • interne Lücken • Endlücke • Abdeckung • Aktualität • Q/P/T-Gültigkeit • Sensorzustand • Schätzung des unbeobachteten Volumens • Q/V-Abgleich • V-Monotonie • Kommunikation vs. Archiv • Passvollständigkeit • Top-5-Vorfälle • Maßnahmenplan nach Rolle • Feld-Checkliste;

• drei verpflichtende Hinweise:

  • zur Mindererfassung (dies ist eine Schätzung des blinden Flecks, keine Verlustzahl);
  • zum Manipulationsverdacht (Muster ≠ Beweis);
  • zum KI-Kommentar (kein rechtliches Urteil).

Laufparameter