SIMKAS 3D − Sicherheitsforschung für Kritische Infrastrukturen

Sicherheitsforschung für kritische Infrastrukturen

Wechselseitige Abhängigkeiten – und damit verbunden mögliche Kaskadeneffekte – zwischen wichtigen städtischen Versorgungssystemen wie Trinkwasser, Strom, Fernwärme, Gas sind häufig nicht offensichtlich. Die Cross-Impact-Szenarioanalyse macht direkte und indirekte Abhängigkeiten zwischen kritischen Infrastruktursektoren deutlich. Am Beispiel der Berliner Infrastrukturen zeigt inter 3, wie mithilfe faktenbasierter Zukunftsszenarien fundierte Sicherheitskonzepte erarbeitet werden können.

Unsichtbare Beziehungen sichtbar machen

Wechselseitige Abhängigkeiten zwischen wichtigen Versorgungssystemen wie Trinkwasser, Strom, Fernwärme und Gas werden im Projekt SIMKAS 3D am Beispiel Berlins in einer umfangreichen Analyse identifiziert. Während die Abhängigkeit von Strom bei allen Infrastrukturen schnell deutlich wird, sind andere funktionale und technische Beziehungen nicht immer sichtbar oder werden in ihrer Bedeutung unterschätzt. Das komplexe Beziehungsgeflecht der Infrastruktursysteme und die besonders kritischen Knotenpunkte können in einem vierstufigen Prozess herausgearbeitet und gemeinsam mit den Betreibern bewertet werden:

Sektor-übergreifende Analyse der Systeme

Mit der detaillierten Erfassung und Zustandsbeschreibung der Infrastruktursysteme wird zunächst eine umfangreiche Datenbasis geschaffen und in wiederholten Fachdiskursen mit Mitarbeitern der jeweiligen Unternehmen verfeinert und plausibilisiert. Divergierende Wahrnehmungen werden dabei besonders sorgfältig berücksichtigt und analysiert.

Cross-Impact-Methode zur Szenarioerstellung

Im zweiten Schritt werden in einer Serie von Experten-Workshops die hohe Komplexität der gesammelten Informationen gezielt reduziert und die sektoralen und intersektoralen Beziehungen bewertet. Dabei werden die identifizierten, zahlreichen Systemelemente jeder einzelnen Infrastruktur zu Einflussgrößen (Impactfaktoren) verdichtet und zueinander in Beziehung gesetzt. Im Ergebnis verdeutlicht ein Diagramm die besonders kritischen wie auch puffernden Faktoren und gibt erste Anhaltspunkte für potenziell riskante Schwachstellen. Ebenso bedeutend wie die Werte an sich sind die Begründungen für jede Bewertung. Sie fließen in die Szenarioerstellung mit ein.

Dynamische Kaskadenwirkungen visualisieren

Mit einer Umwandlung der Impact-Werte in Vektoren können anschließend die Abhängigkeiten innerhalb und zwischen den Infrastruktursektoren visualisiert werden. Sogenannte „Wirkungsgefüge“ zeigen, wie sich ein Ereignis in Kaskaden von einem Einflussfaktor zum nächsten auswirkt. Neben direkten Wirkungen lassen sich auch indirekte Rückkopplungsschleifen abbilden, die besonders interessant für die Erstellung möglicher Szenarien sind. Die grafische Visualisierung macht die komplexen Zusammenhänge sichtbar und ermöglicht eine dynamische Darstellung von Krisenszenarien.

Realitätsnahe Szenarioverläufe für sichere Versorgungssysteme

Die faktenbasierten Szenarien erfassen nicht nur offensichtliche Abhängigkeiten, sondern auch versteckte Schwachstellen der Infrastrukturen. Die Beschreibung von möglichen Szenarioverläufen orientiert sich eng an den Cross-Impact-Diagrammen und Wirkungsgefügen und wird zusätzlich anhand der Praxiserfahrung der Mitarbeiter aus den jeweiligen Unternehmen überprüft. Damit wird sichergestellt dass die Szenarien realitätsnah und von praktischem Nutzen für die Unternehmen sind. Für die Berliner Infrastrukturen haben sich tatsächlich bislang nicht erwartete Abhängigkeiten gezeigt, die zu Kaskadeneffekten einer scheinbar rein sektoralen Störung bei anderen Infrastrukturen führen können.
Mit SIMKAS 3D steht ein effektives Instrument zur Verbesserung der Sicherheit und des Krisenmanagements für städtische Versorgungsinfrastrukturen zur Verfügung.