Computersimulationen gegen Menschenstaus

Kölner Wissenschaftler am Frühwarnsystem für Massenveranstaltungen beteiligt

Der Kölner Physiker Andreas Schadschneider ist einer der Wissenschaftler, welche am sogenannte Hermes-Projekt mitgearbeitet haben. Hermes ist ein rechnergestützter Evakuierungsassistent, der kritische Stauungen vorhersagen kann, bevor sie überhaupt entstehen. Das Testsystem wurde für den Einsatz bei Großevents und in Gebäudekomplexen konzipiert. Es soll die Einsatzkräfte im Krisenfall mit zusätzlichen Informationen zur Einschätzung der Lage und Veranlassung vorbeugender Maßnahmen unterstützen.

Im dichten Gedränge auf Großveranstaltungen wie zuletzt während der Loveparade 2010 in Duisburg kam es in der Vergangenheit immer wieder zu tragischen Unfällen. In dem seit 2008 vom Bundesforschungsministerium BMBF geförderten Hermes-Projekt haben Wissenschaftler zusammen mit Partnern aus privaten Firmen, Feuerwehr und Polizei ein Frühwarnsystem zur Verhinderung und Entschärfung solch kritischer Situationen entwickelt. Das System kann die Laufwege zehntausender Besucher bis zu 15 Minuten im Voraus simulieren und die Sicherheitskräfte vorzeitig vor dem Auftreten gefährlich hoher Personendichten warnen. Zusätzlich ist es mit dem Gefahrenmanagementsystem der Arena verbunden. Dadurch kann es im Fall einer bevorstehenden Räumung wie etwa bei einem Brand den besten Fluchtweg für die Zuschauer ermitteln.

Zur Erfassung der Personenverteilung im Testbereich wurden an die 100 Kameras in einem Viertel des Zuschauerraums der Düsseldorfer Esprit Arena angebracht. Im Rahmen des Projekts wurden dazu spezielle 3D-Kameras entwickelt, die kaum größer sind als eine Webcam. Sie registrieren jeden Besucher, der die Ein- und Ausgänge passiert. Aus Datenschutzgründen speichern sie nur Zählwerte und keine Bilder. Ausgehend von diesen Daten simuliert eine Software auf einem eigens für Hermes eingerichteten Parallelrechner mit 208 Prozessoren die weitere Entwicklung der Personenverteilung

Zur Vorhersage der Laufwege von mehreren Zehntausend Besuchern haben Wissenschaftler aus dem Forschungszentrum Jülich und den beteiligten Universitäten in Wuppertal, Köln und Bonn verschiedene Fluchtszenarien untersucht. Als theoretische Grundlage nutzten die Wissenschaftler dazu physikalische Modelle aus der Statistischen Physik und Vielteilchenphysik. ,,Die Modelle wurden ursprünglich entwickelt, um die Bewegung von Atomen und Molekülen in Flüssigkeiten und Gasen zu beschreiben, und dann an das Verhalten von Fußgängern angepasst", erklärt der beteiligte Kölner Physiker Andreas Schadschneider.

Das Hermes-Projekt wird vom Bundesforschungsministerium (BMBF) mit einem Etat von 5,4 Millionen Euro gefördert und ist Teil des Sicherheitsforschungsprogramms der Bundesregierung ,,Forschung für die zivile Sicherheit". 13 Projektpartner sind an der Entwicklung und den Tests des Assistenten eingebunden: neben den Forschungseinrichtungen, bestehend aus dem Forschungszentrum Jülich, der Bergischen Universität Wuppertal, der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn und der Universität zu Köln, sind auch öffentliche Einrichtungen und Entscheidungsträger der Feuerwehr und Polizei sowie die privaten Firmen Imtech Deutschland GmbH & Co. KG, PTV Planung Transport Verkehr AG, TraffGO HT GmbH, Vitracom AG, Special Security Service SSSD GmbH und der Betreiber der Düsseldorfer Esprit Arena, die Multifunktionsarena Immobiliengesellschaft mbH & Co. KG beteiligt.