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Vulnerabilität und Resilienz der kritischen Infrastruktur am Beispiel von Chile

Vulnerabilität und Resilienz der kritischen Infrastruktur am Beispiel von Chile
Ansprechpartner:

Johanna Stötzer
Susanne Kubisch
Dr. Sina Keller
Prof. Dr. Andreas Braun

Kurzbeschreibung des Projekts und seiner Ziele

Die Vulnerabilität von kritischer Infrastruktur, insbesondere die der Straßeninfrastruktur, rückt zunehmend in den Fokus der Infrastrukturforschung. Naturgefahren wie Erdbeben, Tsunamis oder Überflutungen gefährden die Straßeninfrastruktur und damit die Gesellschaft. Im Kontext von Evakuierungsstrategien steht die Gesellschaft selbst im Blickpunkt.

Das durch CEDIM geförderte KRITIS-Projekt adressiert die benannten Aspekte zur Vulnerabilität der Straßeninfrastruktur als Verbundvorhaben der beiden Partner IPF (Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung, KIT) und IfR (Institut für Regionalwissenschaften, KIT).

Im IPF-Teilvorhaben wird ein generisches Konzept zur Analyse der Vulnerabilität von Straßeninfrastruktur auf mehreren Maßstabsebenen entwickelt. Das Konzept ist modular aufgebaut und modelliert im Basismodul zunächst die Erreichbarkeit von Notfalleinrichtungen anhand der Berechnung eines Erreichbarkeitsindexes. Zusätzliche Module ermöglichen die Berechnung der Indexe für jede Zelle eines Gitters über einer Region und die Analyse der Auswirkungen eines degradierten Netzwerkes. Das Basismodell wird bereits auf die Maule Region in Zentralchile angewandt (siehe Abbildung 1). Weitere Projektziele werden jeweils als Module verwirklicht und an das Kernmodul angekoppelt.

Als Datenquelle für das Straßennetzwerk sowie für die Standorte der Notfalleinrichtungen wird OpenStreetMap genutzt. Eine exemplarische Implementierung benutzt die open-source Software PostgreSQL, PostGIS und pgRouting.

Das IPF bearbeitet u.a. die folgenden Aufgaben:

  • Integration von sozialen Parametern zur Interaktion der Menschen mit der kritischen Infrastruktur im Naturkatastrophenfall (Kooperation mit dem IfR),
  • Entwicklung und Implementierung der Simulation von Auswirkungen der Naturkatastrophen Tsunamis, Erdbeben oder Flutungen auf die Straßeninfrastruktur (Kooperation mit weiteren CEDIM-Partnern),
  • Entwicklung und Implementierung weiterer Vulnerabilitätsindexe,
  • Entwicklung und Anwendung eines Indexes für intra-städtische Straßeninfrastruktur.

 

Innerhalb des IfR-Teilvorhabens werden unter Einsatz der IPF-Modelle die spezifischen Bedingungen und Einflussfaktoren auf lokaler Ebene analysiert. Der Schwerpunkt des IfR-Teams liegt insbesondere auf der qualitativen und quantitativen empirischen Sozialforschung. Unter Berücksichtigung dieser Methoden wird das menschliche Verhalten während der Evakuierung vor einer Naturgefahr untersucht. Hierzu werden spezifischen lokalen Daten in ausgewählten Untersuchungsgebieten in Zentralchile mittels Experteninterviews, Fokusgruppeninterviews und standardisierten Fragebögen erhoben. Die Fragebögen repräsentieren im IfR-Teilvorhaben die Datengrundlage und werden in aufbereiteter Form durch das IPF-Teilvorhaben weiterverarbeitet bzw. in die Modelle als Eingabeparameter eingebracht.

Das IFR bearbeitet u.a. die folgenden Aufgaben:

  • Untersuchung des Evakuierungsverhaltens in der betroffenen Gesellschaft mit der Fokussierung auf folgende Sachverhalte:
    • Welche Routen werden im Katastrophenfall genutzt?
    • Welches Transportmittel wird genutzt?
  • Untersuchung der Einflussfaktoren auf das Evakuierungsverhalten,
  • Untersuchung der spezifischen Rahmenbedingungen,
  • Identifikation von kritischen Kanten und Knoten des Straßennetzwerkes in vergangenen Naturkatastrophenereignissen mittels sozialwissenschaftlicher Methoden.

Das Verbundvorhaben soll eine valide Entscheidungsgrundlage für die regionale Planung eines Straßennetzwerks liefern. Darüber hinaus sollen im Kontext von Naturgefahren vulnerable Abschnitte eines Straßennetzwerkes identifiziert werden. Im Katastrophenfall können somit zeitnah Reaktionsstrategien angewandt werden, um das Katastrophenmanagement in den betroffenen Gebieten zu koordinieren.

Accessibility/Remoteness Index

Abbildung 1: Accessibility/Remoteness Index für die Bìo-Bìo Region in Zentralchile (500 x 500 m Grid).
Grün symbolisiert eine hohe Erreichbarkeit, rot eine niedrige.