Neues Forschungsprogramm für krisensichere Infrastruktursysteme

Stark miteinander vernetzte Infrastruktursysteme sind das Rückgrat unserer Gesellschaft. Ein neues Forschungsvorhaben, das die ETH Zürich in Singapur lanciert, hat zum Ziel, die Widerstands- und Anpassungsfähigkeit solcher Systeme zu verbessern.

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(Illustration: Dirk Brockmann)

In kleinen, wohlhabenden Ländern wie Singapur und der Schweiz mit ihrem hohen Organisationsgrad sind die Infrastruktursysteme einer der Grundpfeiler der Gesellschaft. Da diese Systeme – etwa jene, welche die Energieversorgung, den Verkehr, die Kommunikation, das Rettungswesen oder das Banken- und Finanzwesen sicherstellen – immer komplexer und immer stärker miteinander verwoben werden, sind innovative Ansätze gefragt, um sie zugleich auch belastbarer und widerstandsfähiger zu machen. Das Singapore-ETH Centre for Global Environmental Sustainability (SEC) hat sich dieser Herausforderung nun mit einem neuen Projekt namens Future Resilient Systems (FRS) angenommen.

Der Schwerpunkt von FRS liegt auf Energieversorgungssystemen. Es sollen Modelllösungen entwickelt werden, die auch auf andere zentrale Infrastruktursysteme anwendbar sind. Dabei konzentriert sich das Projekt vor allem auf technische Systeme und die Wechselwirkung zwischen den Systemen und dem Bedienpersonal. Denn Analysen von schwerwiegenden Unfällen wie der Explosion der Nasa-Raumfähren Columbia und Challenger, der Chemiekatastrophe in Bhopal oder der Nuklearkatastrophe von Fukushima haben ergeben, dass bedienungs- und benutzerspezifische Aspekte häufig die Katastrophe mitausgelöst haben. Die Forschenden des FRS-Projekts wollen daher die Energieversorgungssysteme in einer soziotechnischen Gesamtbetrachtung untersuchen, zu der auch die Art und Weise von Entscheidungsfindungen gehört. Daraus sollen Muster für Aus- und Unfälle erarbeitet werden.

Sich selbst organisierende Systeme

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Peter Edwards, Direktor des Singapore-ETH Centre, spricht zum Start des FRS-Projekts. (Bild: SEC / ETH Zurich)

Weil Infrastruktursysteme in der Welt von heute immer stärker vernetzt sind, müssen sie nicht nur widerstandsfähig, sondern zunehmend auch fehlertolerant ausgelegt werden. Die Systeme müssen sich teilweise gar selbst organisieren, reparieren und aus Erfahrungen lernen können  – ganz wie es biologische Systeme tun. Mit diesem Ansatz will das FRS-Projekt neue Erkenntnisse über das Verhalten von komplexen Systemen erlangen, um damit auch Verhaltensmuster modellieren und vorhersagen zu können. Damit sollen wichtige Infrastruktureinrichtungen, insbesondere solche der Energieversorgung, widerstands- und anpassungsfähiger gemacht werden.

Das FRS-Projekt ist mit Mitteln der Nationalen Forschungsstiftung von Singapur finanziert und nutzt das Knowhow von Forschenden der ETH Zürich sowie solchen der Nanyang Technological University, der National University Singapore, der Singapore Management University und dem Paul-Scherrer-Institut in der Schweiz. Gleichzeitig wird FRS eng mit staatlichen Einrichtungen in Singapur zusammenarbeiten, so beispielsweise mit dem Nationalen Sekretariat für Sicherheitskoordination, den DSO National Laboratories, der Energiemarktaufsichtsbehörde und der nationalen Umweltbehörde.

Über das Singapore-ETH Centre (SEC)

Das Singapore-ETH Centre for Global Environmental Sustainability (SEC) wurde 2010 im Rahmen einer Partnerschaft zwischen der ETH Zürich und der National Research Foundation of Singapore (NRF) auf dem Create-Campus der NRF in Singapur gegründet. Das SEC ist eine Einrichtung zur Betreuung von Forschungsprogrammen. Den Anfang machte dabei das Future Cities Laboratory (FCL), nun folgt Future Resilient Systems (FRS).

In dem Bestreben, Potenziale für die Gesellschaft von heute und morgen noch besser auszuschöpfen, möchte das SEC die Fähigkeiten Singapurs und der Schweiz stärken, die Herausforderungen der globalen Nachhaltigkeit zu erforschen, zu verstehen und daraus entsprechende Empfehlungen abzuleiten. Das SEC dient als geistiger Knotenpunkt für Wissenschaft und Forschung, für die Ausbildung von Akademikern und die Vernetzung mit der Wirtschaft. Es arbeitet aktiv mit den Universitäten und Forschungseinrichtungen vor Ort zusammen und bindet zur Verbesserung des Technologietransfers auch Forschende aus der Industrie mit ein.

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