Sensortechnik – Schutz vor überfluteten Straßen

Ein Sensorsystem der TU Kaiserslautern soll Informationen zu Wassermengen auf Straßen an eine zentrale Stelle weiterleiten – und so schnellstmöglich Gegenmaßnahmen einleiten können.

Das Risiko von überfluteten Straßen bei Starkregenereignissen soll dank eines Sensorsystems in Echtzeit ermittelt werden können, um Gefahren für Verkehrsteilnehmer einzudämmen. Dafür setzen zwei Forscherteams der TU Kaiserslautern auch auf kombinierte Simulationen.

Bei Starkregenereignissen steigt die Gefahr überfluteter Straßen. Eine sensorbasierte Echtzeit-Simulation soll helfen, Verkehrsteilnehmer zu schützen. Foto: Prof. Theo Schmitt, Technische Universität Kaiserslautern (TUK)

Bei urbanem Starkregen Verkehrsteilnehmer vor überfluteten Straßen schützen ist das Ziel des Verbundvorhabens „Sensorbasierte Stadtgebietsanalyse für Starkregengefährdungen zur Warnung und Resilienz-Verbesserung der Verkehrsinfrastruktur (Sensare)“, das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVi) im Rahmen der Forschungsinitiative mFUND für drei Jahre gefördert wird. Im Projekt arbeitet die Technische Universität Kaiserslautern (TUK) an einem Sensorsystem, das in Echtzeit Daten zu Wassermengen auf Straßen an eine zentrale Stelle meldet, die dann weiterverarbeitet und analysiert werden, um Gegenmaßnahmen wie Umleitungen schnellstmöglich einzuleiten.

Sensorbasierte Echtzeit-Simulationen

Unter der Projektkoordination durch die Berliner Wasserbetriebe untersuchen die beiden Forscherteams zunächst in Berlin Stadtgebiete, in denen die Gefahr einer Überflutung erhöht ist. Zum Einsatz kommen hierbei Messsensoren, die Daten zum Wetter und zu den Wasserständen auf den Straßen übermitteln. Diese Daten nutzt das Forscherteam um Professor Dr. Theo G. Schmitt vom Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft an der TUK, um in Computersimulationen das Risiko einer Überflutung zu analysieren. „Dabei spielen verschiedene Faktoren wie versiegelte Oberflächen oder das unterirdische Kanalsystem eine entscheidende Rolle“, erklärt Schmitt.

Durch kombinierte Analysen, auch gekoppelte Simulationen genannt, die den kompletten Wasserfluss im Kanal und an der Erdoberfläche modellieren, kann das Überflutungsrisiko auf Grundlage der durch die Sensoren gelieferten Daten dargestellt werden. Das Modell soll dabei in Echtzeit anzeigen, wie schnell sich das Regenwasser etwa auf einer stark befahrenen Straße ansammeln kann.

Parallel zur Messdatensammlung wird ein zweites Forscherteam unter Leitung von Professor Dr. Wilko Manz, ebenfalls vom Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft der TUK, in den untersuchten Berliner Stadtgebieten verkehrskritische Strecken und Knotenpunkte identifizieren, für die Straßenüberflutungen besondere Verkehrsbeeinträchtigungen bedeuten würden. Darauf aufbauend soll das Team dann Strategien entwickeln, um den Verkehr bei auftretenden Überflutungen für Autos, Busse und Rettungsdienste umzulenken – dabei spielen unter anderem Ampelschaltungen und Wegweiser eine Rolle.

Zusätzlich sollen Szenarien durchgespielt werden, welche Rolle das autonome Fahren bei der Umlenkung spielen könnte. Das sensorgestützte Simulationsverfahren soll nach der Erprobung in Berlin auch in anderen Städten zum Einsatz kommen. Die Kaiserslauterer Forscher erhalten für die Durchführung des Projektes rund 690.000 Euro.

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