Neben den Netzwerken in der energetischen Versorgung (Strom [Elektrizität], Erdgas, Heizung, Fern- und Nachwärme), der stofflichen Versorgung (Trinkwasser, Gas, Erdöl) und der Entsorgung (Abwasser, Abfall) gibt es auch Netzwerke im Verkehrswesen (Straßen, Schienen, Wasserstraßen, Luftfahrt) und Verbundnetze sowie in der Telekommunikation (Rechnernetze und Verteilnetze). Jedes Versorgungsnetz kann eine oder mehrere Netzarten enthalten. Durch die enge Verbindung der Netzknoten untereinander und erhöhten Netzlasten kann sich eine Störung in einem Teilbereich durch den Dominoeffekt (Kaskadeneffek) auf ein gesamtes Netzwerk ausdehnen oder netzübergreifend erfolgen.
Moderne Versorgungsnetze sind hochkomplexe Systeme, die starke Abhängigkeiten von anderen (kritischen) Infrastrukturen aufweisen. Störungen in diesen Netzen können vielfältige Auswirkungen nach sich ziehen. So können Stromausfälle zu Problemen im Kommunikationsnetz oder der Wasserversorgung führen. Das Entstehen eines Vorfalls als Folge eines anderen nennt man Kaskadeneffekt (Dominoeffekt). Vor allem bei Naturkatastrophen können Kaskadeneffekte zu verheerenden Folgen für die Bevölkerung führen. Das Verständnis von Kaskadeneffekten in Versorgungsnetzen ist daher essenziell, um deren Folgen bei Naturkatastrophen minimieren zu können.
Am Fraunhofer EMI werden Kaskadeneffekte in Versorgungsnetzen und Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Infrastrukturnetzen simulativ analysiert. Im Rahmen des Projekts »Snowball« haben die EMI-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Softwaretool CAESAR (Cascading Effect Simulation in Urban Areas to Assess and Increase Resilience) entwickelt. Ziel von CAESAR ist es, durch ein gesteigertes Verständnis von Kaskadeneffekten Vorschläge für eine robustere, gekoppelte Infrastruktur zu liefern und so die Folgen von Ausfällen zu verringern.
quelle: Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI