forschung 19.02.2010, 19:45 Uhr

Frühwarnsystem stoppt Zug vor der Brücke  

Erdbeben lassen sich nicht vorhersagen. Forscher aber haben nun ein System entwickelt, mit dem sich Gefahren vermeiden lassen: Es soll Bahnlinien überwachen, um im Ernstfall Züge zu stoppen, ließe sich aber ebenso einsetzen, um die Gasversorgung herunterzufahren oder Kraftwerke abzuschalten. VDI nachrichten, Karlsruhe, 19. 2. 10, ber

Diese Welle richtet keine Schäden an – für das Frühwarnsystem ist sie das Startsignal. Jetzt läuft die Zeit, denn die langsamere S-Welle ist bereits unterwegs. Sie schwingt horizontal und richtet dadurch die bekannten Zerstörungen an.

Die Länge der Zeitspanne zwischen dem Eintreffen von P- und S-Welle hängt davon ab, wie weit ein Sensor vom Epizentrum entfernt ist. Die P-Wellen breiten sich mit 6 km/s aus, die S-Wellen mit 3,5 km/s, d. h. in 50 km Entfernung vom Epizentrum käme die S-Welle 6 s später an als die P-Welle.

„Die Idee ist, viele Sensoren über das ganze Erdbebengebiet zu verteilen“, sagte Titzschkau. Dann könne die P-Welle schnell erkannt werden und man gewänne wertvolle Zeit, um weiter entfernte Gebiete zu warnen. Sowie die P-Welle bei einem Sensor eintrifft, schlägt dieser Alarm und das „ews-transport“ genannte System berechnet, wo welche Schäden zu erwarten sind – entsprechende Kenntnisse hat es in einem Trainingsprogramm erworben.

„Das System basiert auf neuronalen Netzen, d. h. man gibt sehr viele verschiedene Datensätze ein – in unserem Fall simulierte Beben – und es lernt daraus“, so Titzschkau. Sobald die Gefahrenkarte vorliegt, könnte ews-transport z. B. Züge stoppen, bevor sie auf eine beschädigte Brücke, in einen einsturzgefährdeten Tunnel oder auf ein verbogenes Gleis fahren.

„Da werden Schwellenwerte festgelegt, oberhalb derer Schäden zu erwarten sind“, erklärte Dr. Alfons Buchmann vom Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen des KIT. „Sind diese Werte überschritten, fallen die Signale auf Rot. Oder es wird von außen eine sogenannte Zielbremsung eingeleitet, d. h. der Zug kommt weder auf einer Brücke noch in einem Tunnel zum Stehen.“

Sensoren entlang der Gleise sollen dem System melden, wie stark die Erde gebebt hat, wo also am ehesten Schäden zu erwarten sind oder ob etwas auf die Gleise gestürzt ist. „Es ist ja oft das große Chaos nach dem Beben, und jede Orientierungshilfe und Information über vermutliche Schäden kann hilfreich sein. Ein schnelles Schadensbild zu erstellen, war deshalb ein Ziel unseres Projekts“, sagte Buchmann. Anhand der Daten könnten einzelne Strecken schnell wieder freigegeben oder Bergungstrupps losgeschickt werden.

Derzeit existiert ews-transport allerdings nur als Simulation auf dem Server des Fraunhofer IOSB. Der „Live Client“ im Internet (http://ews-transport.iitb.fraunhofer.de/servlet/is/393) zeigt eine Karte von Baden-Württemberg mit vielen gelben Sternen – jeder ist ein potenzielles Epizentrum. Mit zwei Mausklicks kann man ein beliebig starkes Beben „auslösen“ und dann beobachten, in welcher Region wie starke Schäden zu erwarten wären: Unterschiedlich eingefärbte Zonen umgeben wolkenförmig das Epizentrum. Zusätzliche Informationen lassen sich ein- und ausblenden.

Die Software von ews-transport hat Dr. Desiree Hilbring entwickelt: „Das System basiert auf einer diensteorientierten Architektur mit standardisierten Softwareschnittstellen des Open Geospatial Consortium (OGC).“ Diese Schnittstellen gelten als universeller Standard in der Geoinformatik, damit lässt sich das System nach dem Baukastenprinzip zusammensetzen.

Statt vor einem Erdbeben könnte man z. B. auch vor einem Taifun warnen. „Dann würde an einer Schnittstelle eben die Windstärke abgefragt“, sagte Hilbring. Ebenso könnten die Daten statt an die Bahn auch an Kraftwerke oder Gasversorger weitergereicht werden.

Derzeit stehen aber die Bahnen im Fokus des Frühwarnsystems. Auch weil für sie die Sensoren im Gleis ganz unabhängig von Erdbeben interessant sein könnten: Sie sind so empfindlich, dass sie spielende Kinder auf den Gleisen oder eine Schafherde im Tunnel registrieren können.

Anfang März treffen sich die Entwickler von ews-transport mit Vertretern der Deutschen Bahn und der Türkischen Staatsbahnen zu einem Workshop. Vielleicht überwacht also in einigen Jahren ein Computer die Züge am Bosporus, wo sich die eurasische und die afrikanische Kontinentalplatte erdbebenträchtig begegnen. RENATE ELL

Von Renate Ell

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