Genereller Aufbau

Häufigkeitsanalyse und Schadensausmaßanalyse

Das Tunnel-Risikoanalysemodell dient der Analyse des Risikos für Tunnelnutzer, d. h der Bestimmung des statistischen Erwartungswertes für das Risiko der Personengruppe „Tunnelnutzer“ (statistisch zu erwartende Tote/Jahr). Die einzelnen Risikoanteile infolge mechanischer Schadenswirkungen, Brandwirkungen und Gefahrgutwirkungen können getrennt dargestellt werden.

Die Methodik besteht aus folgenden zwei Kernelementen:

; Einer quantitativen Häufigkeitsanalyse
(Ereignisbaumanalyse)

; Einer quantitativen Schadensausmaßanalyse
(statistischer Ansatz und Simulationen)

Genereller Aufbau

Durch Multiplikation der Häufigkeit der einzelnen Schadensszenarien mit den jeweils zugehörigen Schadensausmaßwerten werden Teilrisiken (statistisch zu erwartende Todesfälle/Jahr je Ereignistyp) bestimmt. Durch Summenbildung über alle Ereigniswege wird der Risikoerwartungswert (statistisch zu erwartende Todesfälle/Jahr) für die untersuchten Tunnel ermittelt.

= Über Risikobewertung

Häufigkeitsanalyse

Ein Kernelement des Tunnel-Risikoanalysemodells ist ein standardisierter Ereignisbaum. Mit Hilfe einer Ereignisbaumanalyse werden die Häufigkeiten einer Reihe definierter Schadenszenarien berechnet. Ausgehend von einem Initialereignis (für das die Häufigkeit bekannt ist) werden in mehreren Stufen verschiedene mögliche Ereigniswege entwickelt, die zu unterschiedlichen Schadensszenarien führen. Diese Schadensszenarien unterscheiden sich hinsichtlich Ereignistyp, Fahrzeugbeteiligung, Schadenswirkung usw. Mit dem Ergebnisbaum werden die Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Schadensszenarien ermittelt, während sich aus der Schadensausmaßanalyse die Schadensausmaßwerte (mittlerer Schadenserwartungswert) der einzelnen Schadensszenarien ergeben.

Faktoren, die einen Einfluss auf die Häufigkeit einzelner Schadensszenarien haben, werden in Form von Veränderungen der relativen Häufigkeiten an den Verzweigungen des Ereignisbaumes im Modell berücksichtigt.

Schadensausmaßanalyse

In der Schadensausmaßanalyse wird für jedes Schadensszenario das zu erwartende mittlere Schadensausmaß im Ereignisbaum identifiziert. Das Schadensausmaß muss für alle drei Risikoanteile berechnet werden.

Mechanische Schadenswirkungen von Kollisionen

Die mechanischen Schadenswirkungen von Kollisionen werden auf Grundlage einer statistischen Auswertung von Tunnelunfällen mit Personenschaden geschätzt. Bei der Durchführung einer solchen Schätzung werden Kollisionen in folgende Kategorien unterteilt:

  • Verkehrsart (z. B. Gegenverkehr, Richtungsverkehr)
  • Kollisionsart (z. B. Alleinunfälle, Kollisionen im Richtungsverkehr, Kollisionen im Gegenverkehr)
  • Fahrzeugbeteiligung (z. B. Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus)

Schadenswirkungen von Bränden

Zur Berechnung der Schadenswirkungen von Bränden, bietet TuRisMo zwei mögliche Anwendungsebenen:

  • Ein detailliertes Risikoanalysemodel, bei dem die Schadensausmaßwerte mit Simulationsrechnungen nach einer vorgegebenen Methode für einen Tunnel im Einzelfall individuell berechnet werden
  • Ein Standardrisikoanalysemodell, bei dem auf im Modell vorgegebene Schadensausmaßwerte zurückgegriffen werden kann

; Detailliertes Modell

Detailliertes Modell

Bei Bränden werden die Schadenswirkungen mit Hilfe eines komplexen, aus mehreren Modulen bestehenden Berechnungsmodells abgeschätzt. Das Berechnungsmodell kombiniert ein instationäres eindimensionales und ein dreidimensionales Strömungsmodell mit einer Evakuierungssimulation. Im eindimensionalen Strömungsmodell werden die globalen und im dreidimensionalen Modell die lokalen Parameter und Effekte der Rauchausbreitung abgebildet. Die so ermittelten zeitabhängigen Temperaturverteilungen bzw. Schadstoffkonzentrationen im Tunnel werden in ein eindimensionales Evakuierungsmodell übernommen, mit dem die Brandwirkungen auf die betroffenen Tunnelnutzer und deren Fluchtbewegungen im Zuge der Selbstrettung unter Berücksichtigung von Fahrzeugkonstellation, Infrastrukturgegebenheiten usw. modelliert werden.

; Standardmodel

Standardmodel

In vielen Anwendungsfällen (wenn der Tunnel bestimmte Voraussetzungen erfüllt) ist jedoch keine detaillierte Risikoanalyse erforderlich. Für diese Fälle wurde ein Standardrisikoanalysemodell entwickelt, das es ermöglicht, für eine Bandbreite definierter Modelltunnel vorberechnete Schadensausmaßwerte für Brand in den Ereignisbaum einzusetzen.

Die Berechnung der zu verwendenden Modellwerte erfolgte im Zuge der Modellentwicklung, wobei für die Ermittlung der Schadensausmaßwerte „Brand bei RV-Tunneln“ der oben beschriebene Modellansatz verwendet wurde, während bei GV-Tunneln ein eindimensionales Rauchausbreitungsmodell eingesetzt wurde. Für diese Berechnungen wurden standardisierte Parameter verwendet, wobei die wichtigsten Einflussfaktoren wie Lüftungssystem, Tunnellänge, Längsneigung, Tunnelquerschnitt und Fluchtweglänge im Rahmen einer in der Praxis häufig vorkommenden Bandbreite variiert wurden.

Die berechneten Schadensausmaßwerte für Brand haben daher nur für eine bestimmte Bandbreite an Tunnelparametern Gültigkeit. Im Einzelfall kann jedoch auch die Standardversion des Risikoanalysemodells für eine spezifische, erweiterte Anwendung adaptiert werden, sofern dafür geeignete Grundlagen vorliegen.

Schadenswirkungen von Unfällen mit Gefahrgutbeteiligung

Schadensereignisse mit Gefahrgutbeteiligung werden mit einem grob vereinfachten Ansatz – basierend auf der Ermittlung des Brandrisikos – im Modell berücksichtigt. Für eine spezifische Untersuchung der Risiken von Gefahrguttransporten im Tunnel ist die RVS 09.03.12 anzuwenden.

Ein eigener und viel detaillierterer Ansatz zur Bewertung von Gefahrgut nach dem europäischen Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (allgemein bekannt als ADR) wird unter „Gefahrgut“ beschrieben.