Allgemeine Angaben

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) He 2789/6-1
• Laufzeit 2003-03/2010

Gegenstand und Ziel der Arbeit

Katastrophenszenarien zeichnen sich durch eine besondere Dynamik aus: Überschreitet ein relevanter Faktor (wie z. B. die Niederschlagsmenge) eine bestimmte kritische Größe oder kommen mehrere Faktoren unerwartet zusammen, so beobachtet man häufig eine Art Dominoeffekt: Der Zusammenbruch eines Sektors führt zum Zusammenbruch anderer Sektoren, so dass sich allmählich eine Katastrophe unvorstellbaren Ausmaßes einstellt. Über die Kausalzusammenhänge zwischen diesen Sektoren ist oft wenig bekannt, und es existieren meistens unüberschaubare, nichtlineare Rückkopplungen zwischen ihnen. Anhand des Jahrhunderthochwassers in Mitteldeutschland 2002 sollen die vielfältigen Ursache-Wirkungszusammenhänge im Vergleich mit anderen Katastrophenfällen identifiziert und das entsprechende Kausalnetzwerk systematisch untersucht werden. Die Schlussfolgerungen sollen praktische Anhaltspunkte liefern, wie sich die Ausbreitung des Zusammenbruchs einzelner Sektoren auf andere Sektoren wirkungsvoll verhindern ließe, also robuste, krisensichere Strukturen gestaltet werden können.

Teil A: Statistische und Kausalnetzwerk-Analyse

Wissenschaftliche Arbeiten

• Bobsin, K.: Modellgestützte Untersuchung von Strategien der Katastrophenlogistik, insbesondere großräumige Evakuierungen, Diplomarbeit, Dresden 2006
• Heinrich, S.: Ausbreitung von Krankheiten, Seminararbeit, Dresden 2004
• Heinrich, S.: Biologisch inspirierte Strategien einer robusten und effizienten Katastrophenlogistik, Diplomarbeit, Dresden 2005
• Hiltmann, V.: Die Phasen des Gefahren- und Katastrophenmanagements im Zusammenhang mit den Hochwasserereignissen in Sachsen im August 2002, Seminararbeit, Dresden 2007
• Kunze, J.: Waldbrände und ihre Kausalnetzwerke, Seminararbeit, Dresden 2004
• Leuteritz, N.: Gruppendynamik und Gruppenverhalten in Extremsituationen, Seminararbeit, Dresden 2009
• Martin, K.: Terroranschläge und ihre Kausalnetzwerke, Seminararbeit, Dresden 2004
• Schene, A.: Tsunamis und ihre Kausalnetzwerke, Seminararbeit, Dresden 2005
• Schmadlak, R.: Unwetter und ihre Kausalnetzwerke, Seminararbeit, Dresden 2004
• Schmidt, M.: Die Ausbreitung von Krankheiten entlang von Verkehrs- und Handelswegen, Seminararbeit, Dresden 2006
• Richter, A.: Dynamik und Management von Katastrophen am Beispiel des Jahrhunderthochwassers in Sachsen, Diplomarbeit, Dresden 2003

Publikationen

Ein Großteil der Publikationen ist als Download im Internet verfügbar. Die Links finden Sie auf der aktuellen Publikationsliste.

• Ammoser, H.; Kühnert, Chr.; Buzna, L.: Netzwerkanalyse für ein antizipatives Katastrophenmanagement. In: Wiss. Zft. der TU Dresden Vol. 55, 2006, H. 3-4, S.41
• Buzna, L.; Peters, K.; Ammoser, H.; Kühnert, Chr.; Helbing, D.: Efficient response to cascading disaster spreading, Physical Review E 75, 046109, 2007
• Buzna,L.; Peters, K.; Helbing, D.: Modelling the dynamics of disaster spreading in networks. Physica A 363, 2006, 132-140
• Helbing, D.; Ammoser, H.; Kühnert, Chr.: Disasters as extreme events and the importance of network interactions for disaster response management. Pages 319-348. in: S. Albeverio, V. Jentsch, and H. Kantz (eds.) The Unimaginable and Unpredictable: Extreme Events in Nature and Society, Springer, Berlin 2005
• Helbing, D.; Kühnert, Chr.: Assessing Interaction Networks with Applications to Catastrophe Dynamics and Disaster Management, Physica A 328, 2003, S. 584-606
• Helbing, D.; Ammoser, H.; Kühnert, Chr.: Information flows in hierarchical networks and the capability of organizations to successfully respond to failures, crises, and disasters. Physica A 363, 2006, S. 141-150
• Peters, K.; Buzna, L. and Helbing, D.: Modelling of cascading effects and efficient response to disaster spreading in complex networks. Int. J. Critical Infrastructures 4, 1/2, 2008
  

Konferenzbeiträge

• Kühnert, Chr., Helbing, D.: Katastrophen- und Panikforschung. Beitrag auf dem 6. Berliner Rettungsdienstsymposium, Berlin 2004
• Kühnert, Chr., Helbing, D.; Ammoser, H.: Interaction Network Approach to Catastrophe Dynamics. Beitrag auf der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, Berlin 2005
• Ammoser, H.: Interdependenzanalyse Kritischer Infrastrukturen. Beitrag zum BBK-Expertenforum “Lösungen im Krisen- und Katastrophenmanagement“, veranstaltet vom Bun-desamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe, Ahrweiler 2005
• Ammoser, H.: Modellierung von Interdependenzen in Verkehrs- und Infrastruktursystemen. In: Transcom 2005 Conference Proceedings, Žilina (SK) 2005
• Ammoser, H.: Disaster Modelling with Causality Networks, Beitrag zum Meeting des Europäischen Wissenschaftsnetzwerks COST C.19, Exeter 2005
• Buzna, L.; Peters, K. and Helbing, D.: Optimized response to cascading failures in complex  networks, Safety and Reliability Conference, ESREL 2007, Stavanger, Norway 2007
• Peters, K.; Buzna, L; Helbing, D.: Mathematical modelling of cascading failures and disaster spreading in complex networks. Pages 263-275 in: C. Balducelli and S. Bologna (eds.) CNIP'06 Workshop on Complex Network & Infrastructure Protection, ENEA, Rom 2006

Teil B: Simulation großräumiger Evakuierungen

Die Simulation von Evakuierungsereignissen verlangt nach sehr genauen Infrastrukturdaten und Netzmodellen. Makroskopische Verkehrsmodelle eignen sich als Ausgangspunkt für eine solche Untersuchung, da man mit ihnen große Planungsgebiete abbilden kann und sie eine weite Verbreitung bei Städten und Gemeinden finden. Diese Verkehrsmodelle an Katastrophenszenarien anzupassen oder Evakuierungspläne zu berechnen, ist sehr zeitaufwändig. Um die Anpassung beschleunigen zu können, müssen die Anpassungsschritte gefunden werden, die automatisiert werden können. Es wurden daher zwei Programme an der Professur entwickelt, die unter Verwendung einer Schnittstelle zu VISUM (Software zur makroskopischen Verkehrsplanung) Verkehrsnetze verändern und Evakuierungspläne berechnen können:

1. Das Tool "VISMOD" zur automatisierten Veränderung der Verkehrsinfrastruktur und Verkehrsnachfrage des "normalen" Verkehrsstroms (z.B. Auffinden von Strecken und Veränderung der erlaubten Verkehrsmittel, betroffene Linienführungen des Öffentlichen Verkehrs).
2. Dem Programm "VISEP", welches für dieses veränderte Netz Evakuierungsströme berechnen und die Auswirkungen dieser zusätzlichen Ströme im Verkehrsnetz analysieren kann. 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.

Den Flyer für die Tools VISMOD bzw. VISEP können Sie hier herunterladen.

Wissenschaftliche Arbeiten

• Boden, M.: Simulation von Störungen im Verkehrsfluss - Die Auswirkungen der Flutkatastrophe 2002 auf die oberelbischen Verkehrsnetze, Diplomarbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2006
• Herzog, J.: Simulation von Überflutungsereignissen im Stadtgebiet von Meißen, Seminararbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2006
• Hiltmann, V.: Strukturelle Eigenschaften von Liefernetzwerken und ihr Einfluss auf die logistische Dynamik, Diplomarbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2008
• Hiltmann, V.: Dynamik und Robustheit von Supply Networks, Seminararbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2007
• Rietzschel, T.: Analyse der Veränderungen von Verkehrs- und sozialer Infrastruktur im Dresdner Stadtgebiet durch die Augustflut 2002, Diplomarbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2007
• Lohmann, A.: Analyse von Zählwerten zur Flutkatastrophe 2002 im Stadtgebiet von Dresden, Seminararbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2007
• Vogel, F.: Robustheit der Tools VISMOD und VISEP bei der Anpassung von makroskopischen Verkehrsnetzen, Seminararbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2007
• Vogel, F.: Die Flutkatastrophe 2002 in Dresden - Untersuchung eines Modellansatzes zur Ermittlung der Verkehrsnachfrage beim Scheitelpunkt der Elbe, Diplomarbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2008
• Weger, H.: Simulation von Evakuierungsszenarien, Entwicklung und Erprobung eines Tools zur effektiven Verkehrsbeeinflussung, Diplomarbeit an der Professur für Verkehrsökonometrie und -modellierung, TU Dresden, 2007

Konferenzbeiträge

• Boden, M.; Treiber. M.: Nutzergleichgewicht oder Systemoptimum - Die systemoptimale Verkehrsumlegung in makroskopischen Verkehrsnetzen , 22. Verkehrswissenschaftliche Tage, Technische Universität Dresden, 2009 Download als PDF-Datei 
• Boden, M.; Weger, H.: Entwicklung von Tools für eine effizientere Verkehrsmodellierung in makroskopischen Verkehrsnetzen, 22. Verkehrswissenschaftliche Tage, Technische Universität Dresden, 2009 Download als PDF-Datei 
• Boden, M.; Weger, H.: Simulation von Verkehrsstörungen und Optimierung von Evakuierungsströmen am Beispiel der Jahrhundertflut 2002, 4. KatNet-Tagung - Netzwerk zur Katastrophenforschung, Lutherstadt-Wittenberg, 2008 Download als PDF-Datei 
• Boden, M.; Kühnert, C.: Die Veränderungen des Liniennetzes des Öffentlichen Verkehrs zur Jahrhundetflut 2002 im Stadtgebiet von Dresden, 21. Verkehrswissenschaftliche Tage, Technische Universität Dresden, 2007 Download als PDF-Datei 
• Boden, M.; Buzna, L.; Weger, H.: Simulation of Evacuation Scenarios in Urban Regions – Developing Tools for Modeling and Optimization of Evacuation Traffic Flows, Transcom 2007, University of Žilina (SK), 2007  Download als PDF-Datei

Videos und Simulationen

Visualisierung der ÖV-Liniennetze

• ÖV-Netz während der Flut (ca. 8 MB) 
• Veränderungen der Buslinienrouten während des Hochwassers (ca. 19 MB) 
• Visualisierung des Straßenbahnnetzes (ca. 8 MB) 
  

Videos der am Lehrstuhl entwickelten Programme VISMOD und VISEP

• Kurzvideo/Überblick über die Programme VISMOD/VISEP (ca. 11 MB, englische Version) , gepackt in einer höheren Auflösung und mit HTML-Startseite hier downloaden  (ca. 26 MB, Avi-Format)
• Anwendervideo des Tools VISEP (ca. 44 MB Flash Player, deutsch, mit Tonspur), höhere Auflösung und Avi-Format hier downloaden  (ca. 130 MB)
• Anwendervideo des Programmes VISMOD (ca. 14 MB Flash Player, deutsch, mit Tonspur), höhere Auflösung und Avi-Format hier downloaden  (ca. 26 MB)

Hinweise zum Abspielen der Videos:

Zum Abspielen der Videos genügt normalerweise ein entsprechender Klick auf die Links. Bitte beachten Sie, dass das Laden der Dateien je nach Internetverbindung einige Sekunden dauern kann. Fehlende Plug-Ins des benutzten Internetbrowsers können aber dazu führen, dass die Videos nicht direkt abspielbar sind. In einem solchen Falle, bitte Rechtsklicken auf den Link und im Kontextmenu "Ziel speichern unter..." wählen und die Datei speichern. Die Avi-Files können anschließend beispielsweise mit dem Media Player bzw. die Flash Player-Dateien (*.swf) mit dem Internetbrowser geöffnet und abgespielt werden.