Probabilistische Prä- und Post-Prozessierung meteorologischer und hydrologischer Ensemblevorhersagen im Rheingebiet

Bundesanstalt für Gewässerkunde

Im Rahmen des Auftrags sind folgende Arbeiten im Rheineinzugsgebiet geplant:
1) Entwicklung multivariater Model Conditional Processor MCP (Coccia & Todini, 2011; Todini, 2008) zur Berücksichtigung von räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten und Variablenab-hängigkeiten untereinander. Hierbei soll die Unsicherheit der Ensemblevorhersagen in der Methode berücksichtigt werden (univariate Variante siehe Biondi & Todini, 2018). Hierbei ist zu beachten, dass die Vorhersagelänge der verwendeten Vorhersagen unterschiedlich lang ist. Bei den Randverteilung ist zu berücksichtigen, dass beim Nieder-schlag Null-Werte auftreten können (siehe z.B. Biondi et al., 2021; Reggiani & Boyko, 2019). Bei den Randverteilungen für Wasserstand und Abfluss ist sicherzustellen, dass sich keine unrealistischen Quantil-Werte aus der Unsicherheitsverteilung ergeben (siehe z. B. Hemri & Klein, 2017; Hemri et al., 2015).
2) Entwicklung parametrischer und nicht-parametrischer (Schefzik et al., 2013) Methoden für die Generierung realistischer Ensembleverläufe aus den Unsicherheitsverteilungen unter Berück-sichtigung der räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten und Variablenabhängigkeiten untereinander.
3) Anwendung und Verifikation des entwickelten multivariaten MCP für die Prä-Prozessierung von Niederschlag und Temperatur für die 375 Teilgebiete des hydrologischen Modells der BfG für das Rheingebiet (s.o.). Der MCP ist für Tageswerte mit und ohne Berücksichtigung der Variablenabhängigkeiten untereinander sowie für Stundenwerte ohne Berücksichtigung der Variablenabhängigkeiten anzuwenden. Die Güte der prädiktiven Unsicherheiten sind untereinan-der und mit der Güte der „rohen“ Ensemblevorhersagen zu vergleichen.
4) Zur Nutzung der präprozessierten Niederschlags- und Temperaturvorhersagen für die Berechnung von Abflussvorhersagen mit dem hydrologischen Modell sind mit parametrischen und nicht-parametrischen (Ensemble Copula Coupling) Methoden realistische raum-zeitliche Ensembleverläufe für Niederschlag und Temperatur aus den prädiktive Unsicherheiten zu generieren und zusätzlich zu univariaten Methoden mit multivariaten Verifikationsmaßen zu verifi-zieren sowie mit den „rohen“ Ensembles zu vergleichen.
5) Anwendung und Verifikation des entwickelten multivariaten MCP für die Post-Prozessierung der Wasserstandsvorhersagen der BfG für 2 ausgewählte Rheinpegel. Die Methode ist auf Tagesmittelwerte und Stundenwerte anzuwenden und für Tagesmittelwerte zu verifizieren und mit der aktuell in der operationellen Vorhersage eingesetzten Methode EMOS (Hemri & Klein, 2017) zu vergleichen. Mit dem entwickelten multivariaten MCP ist die Gesamtüber- bzw. -unterschreitungswahrscheinlichkeit definierter Niedrigwasser- und Hochwasserschwellenwerte für die nächsten 7, Tage 8 bis Tag 14 und die gesamten 14 Tage zu ermitteln und zu verifizieren.

Deadline

Die Frist für den Eingang der Angebote war 2023-10-30. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2023-09-28.

Wer?

• Bundesanstalt für Gewässerkunde

Wie?

Wo?

• Koblenz › Koblenz, Kreisfreie Stadt

Geschichte der Beschaffung

Datum	Dokument
2023-09-28	Auftragsbekanntmachung

Auftragsbekanntmachung (2023-09-28)
Objekt
Umfang der Beschaffung
Titel: IT-Dienste: Beratung, Software-Entwicklung, Internet und Hilfestellung
Referenznummer: M2/Z3/162.02/023/052
Kurze Beschreibung:

Im Rahmen des Auftrags sind folgende Arbeiten im Rheineinzugsgebiet geplant: 1) Entwicklung multivariater Model Conditional Processor MCP (Coccia & Todini, 2011; Todini, 2008) zur Berücksichtigung von räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten und Variablenab-hängigkeiten untereinander. Hierbei soll die Unsicherheit der Ensemblevorhersagen in der Methode berücksichtigt werden (univariate Variante siehe Biondi & Todini, 2018). Hierbei ist zu beachten, dass die Vorhersagelänge der verwendeten Vorhersagen unterschiedlich lang ist. Bei den Randverteilung ist zu berücksichtigen, dass beim Nieder-schlag Null-Werte auftreten können (siehe z.B. Biondi et al., 2021; Reggiani & Boyko, 2019). Bei den Randverteilungen für Wasserstand und Abfluss ist sicherzustellen, dass sich keine unrealistischen Quantil-Werte aus der Unsicherheitsverteilung ergeben (siehe z. B. Hemri & Klein, 2017; Hemri et al., 2015). 2) Entwicklung parametrischer und nicht-parametrischer (Schefzik et al., 2013) Methoden für die Generierung realistischer Ensembleverläufe aus den Unsicherheitsverteilungen unter Berück-sichtigung der räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten und Variablenabhängigkeiten untereinander. 3) Anwendung und Verifikation des entwickelten multivariaten MCP für die Prä-Prozessierung von Niederschlag und Temperatur für die 375 Teilgebiete des hydrologischen Modells der BfG für das Rheingebiet (s.o.). Der MCP ist für Tageswerte mit und ohne Berücksichtigung der Variablenabhängigkeiten untereinander sowie für Stundenwerte ohne Berücksichtigung der Variablenabhängigkeiten anzuwenden. Die Güte der prädiktiven Unsicherheiten sind untereinan-der und mit der Güte der „rohen“ Ensemblevorhersagen zu vergleichen. 4) Zur Nutzung der präprozessierten Niederschlags- und Temperaturvorhersagen für die Berechnung von Abflussvorhersagen mit dem hydrologischen Modell sind mit parametrischen und nicht-parametrischen (Ensemble Copula Coupling) Methoden realistische raum-zeitliche Ensembleverläufe für Niederschlag und Temperatur aus den prädiktive Unsicherheiten zu generieren und zusätzlich zu univariaten Methoden mit multivariaten Verifikationsmaßen zu verifi-zieren sowie mit den „rohen“ Ensembles zu vergleichen. 5) Anwendung und Verifikation des entwickelten multivariaten MCP für die Post-Prozessierung der Wasserstandsvorhersagen der BfG für 2 ausgewählte Rheinpegel. Die Methode ist auf Tagesmittelwerte und Stundenwerte anzuwenden und für Tagesmittelwerte zu verifizieren und mit der aktuell in der operationellen Vorhersage eingesetzten Methode EMOS (Hemri & Klein, 2017) zu vergleichen. Mit dem entwickelten multivariaten MCP ist die Gesamtüber- bzw. -unterschreitungswahrscheinlichkeit definierter Niedrigwasser- und Hochwasserschwellenwerte für die nächsten 7, Tage 8 bis Tag 14 und die gesamten 14 Tage zu ermitteln und zu verifizieren.

Kurze Beschreibung

Im Rahmen des Auftrags sind folgende Arbeiten im Rheineinzugsgebiet geplant:

1) Entwicklung multivariater Model Conditional Processor MCP (Coccia & Todini, 2011; Todini, 2008) zur Berücksichtigung von räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten und Variablenab-hängigkeiten untereinander. Hierbei soll die Unsicherheit der Ensemblevorhersagen in der Methode berücksichtigt werden (univariate Variante siehe Biondi & Todini, 2018). Hierbei ist zu beachten, dass die Vorhersagelänge der verwendeten Vorhersagen unterschiedlich lang ist. Bei den Randverteilung ist zu berücksichtigen, dass beim Nieder-schlag Null-Werte auftreten können (siehe z.B. Biondi et al., 2021; Reggiani & Boyko, 2019). Bei den Randverteilungen für Wasserstand und Abfluss ist sicherzustellen, dass sich keine unrealistischen Quantil-Werte aus der Unsicherheitsverteilung ergeben (siehe z. B. Hemri & Klein, 2017; Hemri et al., 2015).

2) Entwicklung parametrischer und nicht-parametrischer (Schefzik et al., 2013) Methoden für die Generierung realistischer Ensembleverläufe aus den Unsicherheitsverteilungen unter Berück-sichtigung der räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten und Variablenabhängigkeiten untereinander.

3) Anwendung und Verifikation des entwickelten multivariaten MCP für die Prä-Prozessierung von Niederschlag und Temperatur für die 375 Teilgebiete des hydrologischen Modells der BfG für das Rheingebiet (s.o.). Der MCP ist für Tageswerte mit und ohne Berücksichtigung der Variablenabhängigkeiten untereinander sowie für Stundenwerte ohne Berücksichtigung der Variablenabhängigkeiten anzuwenden. Die Güte der prädiktiven Unsicherheiten sind untereinan-der und mit der Güte der „rohen“ Ensemblevorhersagen zu vergleichen.

4) Zur Nutzung der präprozessierten Niederschlags- und Temperaturvorhersagen für die Berechnung von Abflussvorhersagen mit dem hydrologischen Modell sind mit parametrischen und nicht-parametrischen (Ensemble Copula Coupling) Methoden realistische raum-zeitliche Ensembleverläufe für Niederschlag und Temperatur aus den prädiktive Unsicherheiten zu generieren und zusätzlich zu univariaten Methoden mit multivariaten Verifikationsmaßen zu verifi-zieren sowie mit den „rohen“ Ensembles zu vergleichen.

5) Anwendung und Verifikation des entwickelten multivariaten MCP für die Post-Prozessierung der Wasserstandsvorhersagen der BfG für 2 ausgewählte Rheinpegel. Die Methode ist auf Tagesmittelwerte und Stundenwerte anzuwenden und für Tagesmittelwerte zu verifizieren und mit der aktuell in der operationellen Vorhersage eingesetzten Methode EMOS (Hemri & Klein, 2017) zu vergleichen. Mit dem entwickelten multivariaten MCP ist die Gesamtüber- bzw. -unterschreitungswahrscheinlichkeit definierter Niedrigwasser- und Hochwasserschwellenwerte für die nächsten 7, Tage 8 bis Tag 14 und die gesamten 14 Tage zu ermitteln und zu verifizieren.

Metadaten der Bekanntmachung
Originalsprache: Deutsch 🗣️
Dokumenttyp: Auftragsbekanntmachung
Art des Auftrags: Dienstleistungen
Verordnung: Europäische Union, mit GPA-Beteiligung
Gemeinsames Vokabular für öffentliche Aufträge (CPV)
Code: IT-Dienste: Beratung, Software-Entwicklung, Internet und Hilfestellung 📦
Zusätzlicher CPV-Code: Programmierung 📦
Ort der Leistung
NUTS-Region: Koblenz, Kreisfreie Stadt 🏙️

Verfahren
Verfahrensart: Verhandlungsverfahren
Angebotsart: Angebot für alle Lose
Vergabekriterien
Wirtschaftlichstes Angebot

Öffentlicher Auftraggeber
Identität
Land: Deutschland 🇩🇪
Art des öffentlichen Auftraggebers: Sonstiges
Name des öffentlichen Auftraggebers: Bundesanstalt für Gewässerkunde
Postanschrift: Am Mainzer Tor 1
Postleitzahl: 56068
Postort: Koblenz
Kontakt
Internetadresse: http://www.bafg.de 🌏
E-Mail: vergabe@bafg.de 📧
URL der Dokumente: https://www.evergabe-online.de/tenderdetails.html?id=540056 🌏
URL der Teilnahme: https://www.evergabe-online.de/tenderdetails.html?id=540056 🌏

Referenz
Daten
Absendedatum: 2023-09-28 📅
Einreichungsfrist: 2023-10-30 📅
Veröffentlichungsdatum: 2023-10-03 📅
Datum des Endes: 2026-01-31 📅
Kennungen
Bekanntmachungsnummer: 2023/S 190-595413
ABl. S-Ausgabe: 190

Objekt
Umfang der Beschaffung
Kurze Beschreibung:

Im Rahmen des Auftrags sind folgende Arbeiten im Rheineinzugsgebiet geplant:

1) Entwicklung multivariater Model Conditional Processor MCP (Coccia & Todini, 2011; Todini, 2008) zur Berücksichtigung von räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten und Variablenab-hängigkeiten untereinander. Hierbei soll die Unsicherheit der Ensemblevorhersagen in der Methode berücksichtigt werden (univariate Variante siehe Biondi & Todini, 2018). Hierbei ist zu beachten, dass die Vorhersagelänge der verwendeten Vorhersagen unterschiedlich lang ist. Bei den Randverteilung ist zu berücksichtigen, dass beim Nieder-schlag Null-Werte auftreten können (siehe z.B. Biondi et al., 2021; Reggiani & Boyko, 2019). Bei den Randverteilungen für Wasserstand und Abfluss ist sicherzustellen, dass sich keine unrealistischen Quantil-Werte aus der Unsicherheitsverteilung ergeben (siehe z. B. Hemri & Klein, 2017; Hemri et al., 2015).

2) Entwicklung parametrischer und nicht-parametrischer (Schefzik et al., 2013) Methoden für die Generierung realistischer Ensembleverläufe aus den Unsicherheitsverteilungen unter Berück-sichtigung der räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten und Variablenabhängigkeiten untereinander.

3) Anwendung und Verifikation des entwickelten multivariaten MCP für die Prä-Prozessierung von Niederschlag und Temperatur für die 375 Teilgebiete des hydrologischen Modells der BfG für das Rheingebiet (s.o.). Der MCP ist für Tageswerte mit und ohne Berücksichtigung der Variablenabhängigkeiten untereinander sowie für Stundenwerte ohne Berücksichtigung der Variablenabhängigkeiten anzuwenden. Die Güte der prädiktiven Unsicherheiten sind untereinan-der und mit der Güte der „rohen“ Ensemblevorhersagen zu vergleichen.

4) Zur Nutzung der präprozessierten Niederschlags- und Temperaturvorhersagen für die Berechnung von Abflussvorhersagen mit dem hydrologischen Modell sind mit parametrischen und nicht-parametrischen (Ensemble Copula Coupling) Methoden realistische raum-zeitliche Ensembleverläufe für Niederschlag und Temperatur aus den prädiktive Unsicherheiten zu generieren und zusätzlich zu univariaten Methoden mit multivariaten Verifikationsmaßen zu verifi-zieren sowie mit den „rohen“ Ensembles zu vergleichen.

5) Anwendung und Verifikation des entwickelten multivariaten MCP für die Post-Prozessierung der Wasserstandsvorhersagen der BfG für 2 ausgewählte Rheinpegel. Die Methode ist auf Tagesmittelwerte und Stundenwerte anzuwenden und für Tagesmittelwerte zu verifizieren und mit der aktuell in der operationellen Vorhersage eingesetzten Methode EMOS (Hemri & Klein, 2017) zu vergleichen. Mit dem entwickelten multivariaten MCP ist die Gesamtüber- bzw. -unterschreitungswahrscheinlichkeit definierter Niedrigwasser- und Hochwasserschwellenwerte für die nächsten 7, Tage 8 bis Tag 14 und die gesamten 14 Tage zu ermitteln und zu verifizieren.

Pos. 1 Vorbereitung, Ablaufplan der Projektbearbeitung (Inhalt, Zeit und Ressourcen)

Pos. 2 Entwicklung multivariate MCP-Methode unter Berücksichtigung von Ensemblevorhersagen

Pos 2.1: Erstellung Konzept

Pos 2.2: Objektorientiertes Programmdesign

Pos 2.3: Implementierung

Pos. 3 Anwendung multivariater MCP für die Prä-Prozessierung von Nie-derschlag und Temperatur

Pos 3.1: Ermittlung prädiktive Unsicherheit Tagesmittelwerte Niederschlag und Temperatur ohne Berücksichtigung der Abhängigkeit der Variablen untereinander

Pos 3.2: Ermittlung prädiktive Unsicherheit Tagesmittelwerte Niederschlag und Temperatur unter Berücksichtigung der Abhängigkeit der Variablen untereinander

Pos 3.3: Ermittlung prädiktive Unsicherheit Stundenmittelwerte Niederschlag und Temperatur ohne Berücksichtigung der Parameterabhängigkeit der Variablen untereinander

Pos 3.4: Verifikation der prädiktiven Unsicherheiten

Pos. 4 Generierung von realistischen raum-zeitlichen Ensembleverläufen für Niederschlag und Temperatur

Pos 4.1: Anwendung nicht-parametrischer Methoden zur Berücksichtigung raum-zeitlicher Abhängigkeiten

Pos 4.2: Entwicklung und Anwendung parametrischer Methoden zur Berücksichtigung raum-zeitlicher Abhängigkeiten

Pos 4.3: Verifikation raum-zeitlichen Ensembleverläufen für Niederschlag und Temperatur

Pos. 5 Anwendung multivariater MCP für die Post-Prozessierung von Wasserstandsvorhersagen

Pos 5.1: Ermittlung prädiktive Unsicherheit Wasserstand unter Berücksichtigung der zeitlichen Ab-hängigkeit

Pos 5.2: Verifikation der prädiktiven Unsicherheiten der Wasserstandsvorhersagen

Pos 5.3: Ermittlung der Gesamtwahrscheinlichkeit für Schwellenwertüberschreitungen / -unterschreitungen innerhalb definierter Zeiträume

Pos. 6 Endbericht

Pos. 7 Projektbesprechungen, Abschlusspräsentation

Die ausführliche Beschreibung der zu erbringenden Leistungen entnehmen Sie bitte den Vergabeunterlagen.

Rechtliche, wirtschaftliche, finanzielle und technische Informationen
Bedingungen für die Teilnahme
Befähigung zur Berufsausübung:

Angaben zur Eintragung in das Berufsregister

Erklärung, dass sich das Unternehmen bei der Berufsgenossenschaft angemeldet hat

Nachweise über die berufliche Befähigung des Bewerbers (Gewerbeanmeldung, Handelsregisterauszug)

Eigenerklärung über zwingende und fakultative Ausschlussgründe nach § 123 und § 124 GWB (im Vordruck Eigenerklärung zur Eignung enthalten)

Eigenerklärung zur Verordnung (EU) 2022/576

Wirtschaftliche und finanzielle Leistungsfähigkeit:

Erklärung, dass eine Berufshaftpflichtversicherung / eine Betriebshaftpflichtversicherung in Höhe von jeweils mindestens 1.500.000,00 € für Personen und sonstige Schäden nachgewiesen bzw. im Auftragsfall vor Zuschlagserteilung abgeschlossen wird.

Erklärung über den Gesamtumsatz in den letzten drei abgeschlossenen…

… Geschäftsjahren, sofern entsprechende Angaben verfügbar sind

… Geschäftsjahren über den konkreten, in der Bekanntmachung definierten Tätigkeitsbereich des Auftrags, sofern entsprechende Angaben verfügbar sind

Technische und berufliche Fähigkeiten:

Studien- und Ausbildungsnachweise sowie Bescheinigungen über die Erlaubnis zur Berufsausübung für die Inhaberin, den Inhaber oder die Führungskräfte des Unternehmens

Erklärung, aus der die durchschnittliche jährliche Beschäftigtenzahl des Unternehmens und die Zahl seiner Führungskräfte in den letzten drei Jahren ersichtlich ist

Teilnahmewettbewerb:

Angabe von Referenzleistungen der letzten 3 Jahre in den Bereichen:

Erfahrung in der Erstellung, Prozessierung und der Verifikation von hydrologischen Ensemblevorhersagen

Erfahrung in der Entwicklung von Methoden zur statistischen Post-Prozessierung von hydrologischen

und/oder meteorologischen Vorhersagen

Entwicklung von Software in Python

Mindeststandards:

Teilnahmewettbewerb:

Qualifikation Projektteam

Angabe der technischen Fachkräfte oder der technischen Stellen, die im Zusammenhang mit der Leistungserbringung

eingesetzt werden sollen, unabhängig davon, ob diese dem Unternehmen angehören

oder nicht, und zwar insbesondere derjenigen, die mit der Qualitätskontrolle beauftragt sind. Von der

Projektleitung und den mit der Qualitätskontrolle beauftragten Personen wird ein ingenieur- oder naturwissenschaftlicher

(Fach-) Hochschulabschluss oder eine diesen nationalen Abschlüssen vergleichbare

Berufsausbildung erwartet (Nachweis durch entsprechende Urkunden für den Hochschulabschluss).

Verfahren
Rechtsgrundlage: 32014L0024
Höchstzahl der Bewerber: 4
Objektive Kriterien für die Auswahl der begrenzten Anzahl von Bewerbern:

Angabe von Referenzleistungen der letzten 3 Jahre in den Bereichen:

Erfahrung in der Erstellung, Prozessierung und der Verifikation von hydrologischen Ensemblevorhersagen

Erfahrung in der Entwicklung von Methoden zur statistischen Post-Prozessierung von hydrologischen und/oder meteorologischen Vorhersagen

Entwicklung von Software in Python

Anzugeben ist die Art der erbrachten Leistung in Bezug auf die genannten Kriterien, der Leistungszeitraum, der Auftraggeber und der Leistungsumfang. Alternativ oder ergänzend kann die Angabe wissenschaftlicher Publikationen und der entsprechenden Forschungsprojekte zu den genannten Themen erfolgen.

0 = Ausschluss = keine nachgewiesenen Erfahrungen in einem der drei genannten Bereiche anhand von Referenzprojekten der letzten 3 Jahre

1 = teilweise nachgewiesen (Erfahrung in 1 der 3 Anforderungsbereiche)

2 = gut nachgewiesen (Erfahrung in 2 der 3 Anforderungsbereiche)

3 = umfassend nachgewiesen (Erfahrung in 3 der 3 Anforderungsbereiche)

Zeitpunkt des Eingangs der Angebote: 10:00
Sprachen, in denen Angebote oder Teilnahmeanträge eingereicht werden können: Deutsch 🗣️
Gültigkeitsdauer des Angebots: 3 Monate
Vergabekriterien
Qualitätskriterium (Bezeichnung): Erfassung der Aufgabenstellung, Berücksichtigung fachlicher Vorgaben und Darstellung der geplanten Bearbeitungen
Qualitätskriterium (Gewichtung): 35
Qualitätskriterium (Bezeichnung): Qualitätssicherung, Projektorganisation
Qualitätskriterium (Gewichtung): 10
Qualitätskriterium (Bezeichnung): Verbesserungsvorschläge und Alternativkonzepte
Qualitätskriterium (Gewichtung): 25
Preis (Gewichtung): 30

Öffentlicher Auftraggeber
Identität
Andere Art des öffentlichen Auftraggebers: Bundesoberbehörde
Kontakt
Dokumente URL: https://www.evergabe-online.de/tenderdetails.html?id=540056 🌏

Ergänzende Informationen
Körper überprüfen
Name: Bundeskartellamt
Postort: Koblenz
Land: Deutschland 🇩🇪
Quelle: OJS 2023/S 190-595413 (2023-09-28)

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