Das starke Erdbeben in Haiti hat die Welt erschüttert. Besonders nach einem Erdbeben ist die Beurteilung der Lage vor Ort und die Aufnahme von   Hilfsmassnahmen und Verteilung der Güter oft ein nicht zu unterschätzendes Problem. Um zügig und gezielt Hilfe leisten zu können, ist es insbesondere notwendig, den Zustand der verschiedenen Verkehrsinfrastrukturen zu kennen. Ein neues System, das am Fraunhofer IOSB und dem Karlsruher Institut für Technologie KIT entwickelt wurde, könnte hier zukünftig bei der Lageanalyse behilflich sein. Ein erster Demonstrator wurde jetzt fertig gestellt.
Das Forscherteam aus Karlsruhe entwickelt im Rahmen des Sonderprogramms GEOTECHNOLOGIEN ein Erdbebenfrühwarnsystem für Verkehrsinfrastrukturen, mit dem zukünftig die Folgen einer solchen Katastrophe zwar nicht verhindert doch aber gemildert werden könnten. Die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB entwarfen gemeinsam mit Kollegen des Karlsruher Instituts für Technologie KIT einen Simulator, mit dessen Hilfe sich im Falle von Erdbeben die Ausbreitung der seismischen Wellen und die daraus folgenden Schäden simulieren und innerhalb kürzester Zeit vorhersagen lassen. Diese Informationen können an die Verkehrsleitstellen und Betreiber kritischer Infrastrukturen wie Gas- und Energieversorgern, oder chemischer Anlagen weitergeleitet werden, damit diese unmittelbar geeignete Massnahmen ergreifen können.

Gerade bei Erdbeben ist die Frühwarnzeit extrem gering und die betroffene Fläche sehr gross. Das Epizentrum und die Stärke des Bebens werden anhand der so genannten P-Wellen identifiziert, die sich am schnellsten ausbreiten aber ein relativ geringes Schadenspotential aufweisen. Erst die langsameren S-Wellen und Oberflächenwellen bewirken kurz darauf die Zerstörungen.
Genau dieses Zeitfenster von wenigen Sekunden nutzt das neue Frühwarnsystem, um unter Abgleich mit geografischen und geologischen Daten des Gebiets eine Simulation der zu erwartenden Auswirkungen des Bebens in so genannten Beschleunigungskarten zu erstellen. Durch das Überlagern dieser Daten z. B. mit Karten der Bahnnetze lassen sich auf diese Weise Streckenabschnitte identifizieren, auf denen eine starke Schädigung zu erwarten ist. Durch sofortige Weitergabe dieser Information in Form von interaktiven Karten können von den Verkehrsleitstellen dort verkehrende Züge gewarnt und abgebremst oder sogar gestoppt werden. So lassen sich zumindest Folgeschäden durch Entgleisungen oder Abstürze von Brücken eindämmen.

Auch nach der Katastrophe liefert das System wertvolle Informationen über die zu erwartende Schadenslage: Welche Brücken könnten noch intakt sein, welche Strassen sind befahrbar, befinden sich Tunnel in dem Gebiet, welche Besiedelungen sind besonders betroffen, wie stark ist die Wasser- oder Gasversorgung zerstört? Wie können Hilfsmannschaften in das Gebiet vordringen und an welchen Stellen sind die grßten Schäden zu erwarten?

Für den jetzt fertig gestellten Demonstrator haben die Forscher über 300 fiktive Erdbeben speziell für das Schienennetz in Baden-Württemberg in das System eingespeist.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB