GSB 7.0 Standardlösung

Zuverlässigkeit, Risiko und Resilienz (SPT-302)

Außergewöhnliche Ereignisse können das Transportaufkommen in Deutschland einschränken. Dazu gehören beispielsweise der Eintritt von unplanmäßigen disruptiven Ereignissen, wie Großunfällen, Cyberangriffen oder Wetterextremen. Verkehrsträgerübergreifende Lösungsansätze helfen, das Transportaufkommen unter diesen Bedingungen zu bewältigen oder ermöglichen sogar eine Zunahme des Verkehrs. Im Schwerpunktthema Zuverlässigkeit, Risiko und Resilienz entwickeln und verbessern die Expertinnen und Experten Handlungshilfen zur Entscheidungsunterstützung, z.B. Analysemethoden und Verfahren, um die Zuverlässigkeit und Resilienz von Ingenieurbauwerken zu bewerten und zu steigern.

Zuverlässigkeit durch Risikobewertung

Im Hinblick auf die Priorisierung von Instandsetzungsmaßnahmen von Ingenieurbauwerken der Wasserstraße wird die in der vorherigen Forschungsphase (2016–2019) entwickelte Methodik zur Risikobeurteilung von Expertinnen und Experten erweitert und ihre Übertragung auf die anderen Verkehrsträger (Schiene und Straße) untersucht. Mit Hilfe der so genannten Ursache-Wirkungsketten (UWKs) und auf der Grundlage von Inspektionsergebnissen werden die kausalen Zusammenhänge zwischen erfassten Schäden und deren Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit eines Bauwerks abgebildet. So wird das Risikopotential verschiedener Ursache-Wirkungsketten bewertet. Mit Hilfe multikriterieller Entscheidungsfindungsmethoden werden die verschiedenen Ursache-Wirkungsketten anhand ihrer Risikohöhe gereiht. Parallel dazu wird die Fuzzy-Set-Theorie eingeführt, um Unsicherheiten zu berücksichtigen, die mit der qualitativen Beschaffenheit der Inspektionsergebnisse sowie verschiedenen Annahmen verbunden sind. Mit dieser risikobasierten Methodik werden zusätzliche Kennzahlen abgeleitet, um die Entscheidungsfindung in Bezug auf die Dringlichkeitsreihung von Instandsetzungsmaßnahmen zu verbessern.

Resilienz von Ingenieurbauwerken bewerten und steigern

Die Expertinnen und Experten entwickeln und validieren Handlungshilfen zur Resilienzbewertung von Ingenieurbauwerken, somit erfolgt die Bewertung der Verkehrsinfrastruktur hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Schäden infolge disruptiver Ereignisse zu verkraften und eine schnelle Wiederinbetriebnahme zu ermöglichen. Die in der vorherigen Forschungsphase (2016–2019) entwickelten Verfahren zur Optimierung des Reaktions- und Wiederherstellungsprozesses für die Straßeninfrastruktur nach disruptiven Ereignissen werden erweitert und auf andere Verkehrsträger angepasst. Kenntnisse über die Änderungen der Häufigkeit und das Ausmaß von Wetterextremen in einem sich wandelnden Klima helfen, die Gefahren für die Verkehrsinfrastruktur richtig zu bewerten und gezielte Vorsorgemaßnahmen zu treffen. Deshalb arbeiten die Forscherinnen und Forscher aus den Themenfeldern Zuverlässige Verkehrsinfrastruktur und Klimawandelfolgen und Anpassung eng zusammen. Vorhersagen zu Starkregenereignissen des Deutschen Wetterdienstes sind der Ausgangspunkt für ein automatisiertes System zur Abflusssteuerung von Staustufen an Wasserstraßen. Der Zu- und Abfluss in eine Staustufe wird in Echtzeit geregelt, was die Schiffbarkeit von Wasserstraßen während extremer Einträge von Niederschlagswasser verbessert. Die so entwickelten Werkzeuge, Analysemethoden und Verfahren sollen zukünftig beim Bau und bei der Instandhaltung von Ingenieurbauwerken der Verkehrsinfrastruktur berücksichtigt werden (vgl. Lebenszyklusmanagement). Hierzu bedarf es in der laufenden Forschungsphase einen engen fachlichen Austausch mit Inhabenden und Betreibenden der Verkehrsinfrastruktur.

Koordination:

Dr.-Ing. Kalliopi Anastassiadou
Bundesanstalt für Straßenwesen
Anastassiadou@bast.de

Dr. Michael Denhard (stellvertretende Koordination)
Deutscher Wetterdienst
michael.denhard@dwd.de

Beteiligte Institutionen:

  • BASt
  • BAW
  • DWD
  • DB Netz AG