POPSICLE soll bei Flutkatastrophe Leben retten

Hochwasser, Hitze, Hangrutsch - Extremwetterereignisse und ihre Folgen sind auch in Österreich keine Seltenheit mehr. Sie treten leider immer häufiger auf und gehören zur neuen Realität des Klimawandels.

Das Forschungsprojekt POPSICLE, das von der TU Wien, der dwh GmbH und der Forschungsgesellschaft VRVis ins Leben gerufen wurde, soll dabei helfen, sich auf diese neuen Gegebenheiten einzustellen. Dort entwickelt man ein vernetztes System von digitalen Zwillingen, wodurch Klimarisiken und Anpassungsmaßnahmen simuliert werden können. 

Was ist POPSICLE? 

Das Projekt POPSICLE legt einen Fokus auf Flutereignisse. “Hier kann simuliert werden, welche Straßen und Wege überflutet und für eine Evakuierung unpassierbar werden. Dadurch kann es auf anderen Fluchtwegen zu Staus kommen, was ebenfalls zu kritischen Situationen führen kann”, sagt Christoph Traxler, der für das Projekt bei VRVis zuständig ist.

Durch die gesammelten Daten und die erstellten Simulationen kann POPSICLE in Krisensituationen für die Abschätzung von Worst-Case-Szenarien genutzt werden. Außerdem können so Maßnahmen identifiziert werden, die in solchen Situationen helfen. “Ein aktueller Anwendungsfall ist die Planung von Evakuierungen”, so Traxler. 

Durch das Projekt könne man beispielsweise herausfinden, welche Straßen um einen Ort geschützt werden müssen, um eine Evakuierung oder die Zufahrt für Einsatzkräfte zu ermöglichen. “Darüber hinaus kann die mittel- und langfristige Planung unterstützt werden”, fügt Traxler hinzu.

Daten und digitale Zwillinge 

Möglich machen das Daten, die für die Erstellung von digitalen Zwillingen genutzt werden. “Ein digitaler Zwilling bildet einen Teil der Realität möglichst genau ab und erlaubt damit Simulationen und Analysen unterschiedlicher Szenarien”, erklärt Traxler.

Bei dem Forschungsprojekt POPSICLE werden standardisierte Erdbeobachtungsdaten mit bestehenden digitalen Zwillingen kombiniert. Ein Beispiel dafür ist die Flutsimulationssoftware scenarify des VRVis. Der digitale Zwilling nutzt ein Geländemodell mit Bodeneigenschaften, wie dem Infiltrationspotenzial und der Abflussgeschwindigkeit.

Zusätzlich fließen Daten zu den Flussläufen, mit Parametern wie Tiefe und Fließgeschwindigkeit, ein. Auch Informationen zu Vegetation, Straßen-, Schienen- und Kanalnetzen, sowie errichtete Gegenmaßnahmen, wie Flutwände oder Sandsäcke, sind Teil des digitalen Zwillings. In die digitalen Zwillinge können aber auch Echtzeitdaten einfließen. Dadurch kann ein digitaler Zwilling die Koordination von Rettungseinsätzen und das Notfallmanagement unterstützen.

Digitale Zwillinge mit unterschiedlichen Stärken 

“Jeder einzelne Zwilling kann unterschiedliche Daten meist direkt aus dem Netz importieren und in seine Repräsentation der Realität integrieren. Die Koppelung aller Zwillinge erlaubt dann das effiziente Teilen dieser Daten, wo erforderlich”, erklärt Traxler.

Beispielsweise kann scenarify Überflutungen akkurat simulieren oder wie gut welche Schutzmaßnahmen wirken. “Es kann aber keine Bevölkerungsströme in solchen Szenarien simulieren. Durch den Datenaustausch und die Koppelung mit den anderen Zwillingen wird dies dann möglich”, sagt der Projektleiter.

Teil des Projekts sind verschiedene digitale Zwillinge, die von Projektpartnern wie der dwh GmbH und der TU Wien, seit mehr als 10 Jahren entwickelt wurden. “Bei der Vernetzung dieser Zwillinge geht es vor allem um den effizienten Datenaustausch und die dynamische Kopplung der Modelle - durch diese Verbindungen entsteht ein enormer Mehrwert bei der Nutzung der wertvollen Daten”, betont Simulationsforscher Nikolas Popper, der ebenfalls am Projekt beteiligt ist.

Der aktuelle Stand des Projekts 

Gestartet wurde mit POPSICLE im Dezember 2024. Aktuell befindet sich das Projekt noch in der Planungsphase, in der der Datenaustausch genau spezifiziert wird und man sich neue Visualisierungsmethoden überlegt. “Gleichzeitig tauschen wir uns mit potenziellen künftigen Benutzern, wie z.B. dem Roten Kreuz, aus. Am Ende soll eine effiziente Vernetzung der digitalen Zwillinge entstehen, die zuverlässig Bevölkerungsströme bei Flutereignissen simuliert”, fasst Traxler zusammen.

Gegen Ende 2026 soll dieses Ziel erreicht werden. Dann soll es von Personen im Notfallmanagement, aber auch von jenen, die in die langfristige Planung von Infrastruktur involviert sind, genutzt werden. Die digitalen Zwillinge werden dann auch der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. 

Dieser Artikel entstand im Rahmen einer Kooperation mit VRVis.