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Hilfe bei Katastrophen schnell an die richtigen Stellen bringen

10.08.2010
Wieder sind verschiedene Gebiete der Welt von Überflutungen und Weltbränden geplagt, und das stellt öffentliche Entscheidungsträger vor große Herausforderungen, etwa die Planung von Evakuierungsmaßnahmen in kürzester Zeit.

Das Forscherteam unter der Leitung von Prof. Dirk Helbing (ETH Zürich/TU Dresden) hat sich mit diesen Problemen viele Jahre lang befasst. Es ist nicht nur in der Panikforschung aktiv, sondern leistete in den vergangenen Jahren auch entscheidende Beiträge im Rahmen der Evakuierungsforschung und der Verkehrstelematik in Katastrophensituationen. Dabei konzentrierten sich die Forscher auf die Jahrhundertflut von 2002.

Wie aktuell dieses Thema ist, zeigen die Überschwemmungen der letzten Tage an der Neiße, der Sächsischen Schweiz und Böhmen. Eine solche Katastrophe macht deutlich, wie wichtig eine effiziente Verteilung der Rettungs- und Einsatzkräfte ist. Entscheidend dabei ist nicht in erster Linie die Menge von Gütern oder Einsatzkräften, sondern die sorgfältige Verteilung der Ressourcen auf die dringendsten Aufgaben. Einen entscheidenden Einfluss dabei hat die Verkehrstelematik, d.h. das Finden der besten Routen, um die Hilfsgüter möglichst schnell zu den Betroffenen zu bringen oder sie aus der Gefahrensituation zu evakuieren. Die Kenntnis über die Einsatzbereitschaft der Verkehrsinfrastruktur, d.h. welche Straßen und Kreuzungen sind noch für welche Verkehrssysteme nutzbar, ist dabei entscheidend.

Im DFG-Forschungsprojekt „Computergestützte Analyse von Kausalnetzwerken und Simulation von Evakuierungsszenarien in Katastrophenfällen am Beispiel des Jahrhunderthochwassers 2002“ ist es der Gruppe um Prof. Dirk Helbing gelungen, aus den Analysen der Ursache-Wirkungszusammenhänge unterschiedlicher Katastrophenarten nicht nur grundlegende Ansätze zur effizienten Bewältigung solcher Extremsituationen herzuleiten, sondern diese auch in universell anwendbaren Softwarelösungen umzusetzen.

Die entwickelten Ansätze zur Simulation von Evakuierungsereignissen beruhen dabei auf einem makroskopischen Verkehrsmodell. Solche Verkehrsmodelle sind für die zu untersuchende Aufgabe besonders gut geeignet, weil sie die Situation auf dem gesamten Verkehrsnetz (Strecken und Verkehrssysteme) abbilden können und nicht nur punktuelle Informationen wiedergeben. Zudem zeigen sie den zeitlichen Verlauf der Verkehrsentwicklung und damit im Voraus die Entstehung derjenigen Verkehrsprobleme, welche Maßnahmen erforderlich machen.

Ein Verkehrsmodell zum Kern der Unterstützungskomponenten für das Verkehrsmanagement in Extremsituationen zu haben, ist schon deshalb unverzichtbar, weil es nötig ist, eine Gesamtübersicht über den Verkehr zu erhalten, ohne sich in Details zu verlieren.

Um die verschiedenartigen Verkehrsmodelle auf die spezifischen Gegebenheiten von Extremsituationen anpassen zu könnnen, hat Maik Boden von der TU Dresden, der ehemals in Helbings Team arbeitete, entscheidende Schritte geleistet:

Basierend auf Verkehrsplanungen mit dem weit verbreiteten Softwarepaket VISUM der PTV AG, erlaubt das neu entwickelte Tool „VISMOD“ die automatisierte Veränderung der Verkehrsinfrastruktur und Verkehrsnachfrage des „normalen“ Verkehrsstroms (z.B. durch Auffinden von betroffenen Strecken, Veränderung der zulässigen Verkehrssysteme oder von betroffenen Linienführungen des Öffentlichen Verkehrs). Damit lässt sich der reguläre Verkehr unter den Gegebenheiten einer durch die Katastrophe eingeschränkten Verkehrsinfrastruktur zeitnah und mit geringem Aufwand modellieren.

Das Programm „VISEP“ berechnet für dieses veränderte Netz Evakuierungsströme und analysiert die Auswirkungen dieser zusätzlichen Ströme im Verkehrsnetz. Dabei wird die veränderte Verkehrsinfrastruktur derart an die Evakuierung angepasst, dass z.B. durch Freigabe der Gegenspur oder Veränderung der Abbiegegebote an Kreuzungen die Evakuierung zügiger ablaufen kann. Ein detailierter Evakuierungsroutenplan mit Informationen über Anpassung der Infrastruktur und zu evakuierenden Personen wird dabei den Rettungskräften direkt als Input zur Verfügung gestellt.

Die entwickelten Programme können einen entscheidenden Baustein der Verkehrstelematik für die Beherrschung des Verkehrs in Extremsituationen darstellen. So kann auf Extremsituationen rascher und gezielter reagiert werden, um Sach- und Personenschäden so gering wie möglich zu halten und den Aufwand zur Wiederherstellung des Normalzustandes zu minimieren.

Als Basis für die Simulationen kann auf Verkehrsplanungsdaten zurückgegriffen werden, die in den meisten Gemeinden bereits vorliegen. Die Verkehrsplaner werden damit in die Lage versetzt, verschiedene Szenarien mit geringem Aufwand innerhalb von wenigen Stunden modellieren zu können. Neben der Reaktion auf Extremsituationen wie der Ausarbeitung von Evakuierungsszenarien vereinfacht die neue Software auch die Planung von Stadtfesten, Sondernutzungen und Baustellen. Um die Praxisanwendung so handhabbar wie möglich zu machen, wurden die Programme mit interaktiven Hilfen, Handbüchern und Anwendervideos versehen. Zukünftig soll eine Anwendung der Tools in der Praxis forciert und die Rettungskräfte in der Anwendung der Programme geschult werden.

Weitere Informationen zu den neu entwickelten Programmen können von der Webseite des Forschungsprojektes:
http://tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/vkw/iwv/vos/
forschung/projects/disaster
bezogen werden. Dort sind u.a. Simulationsvideos und ausgewählte Forschungsarbeiten in elektronischer Form abrufbar.
Informationen für Journalisten: Maik Boden (TUD), Tel. +49 (351) 463-36798
E-Mail: boden@vwi.tu-dresden.de
Prof. rer. nat. Dirk Helbing (ETH Zürich), Tel. +41 44 632 88 80
E-Mail: dhelbing@ethz.ch

Kim-Astrid Magister | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-dresden.de/

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