Analyse des Warnsystems Gletschersee Grindelwald und dessen Zuverlässigkeit mit Hilfe von Bayes'schen Netzen

Wie zuverlässig funktioniert ein ausgewähltes Hochwasserwarnsystem? Um diese Frage zu beantworten, wird in der Masterarbeit das Warnsystem Gletschersee Grindelwald, das insbesondere in den Jahren 2008 und 2009 für Schlagzeilen gesorgt hat, exemplarisch untersucht. Die Problematik besteht darin, dass sich der Gletschersee unterhalb des Unteren Grindelwaldgletschers spontan entleeren kann, was eine von Grindelwald bis hin zum Brienzersee verlaufende Flutwelle provozieren und somit die Bevölkerung gefährden kann. Die Ermittlung der Zuverlässigkeit setzt eine ausführliche Reliabilitätsstudie voraus; allerdings existieren im Zusammenhang mit Massnahmen gegen Naturgefahren – namentlich Warnsystemen – praktisch keine solchen Studien.

Die  Masterarbeit legt zuerst die Situation des Gletschersees und die Gegebenheiten des Warnsystems inklusive Notfallplanung dar, bevor mögliche Zuverlässigkeits-Analysemethoden erörtert werden. Aus ihrer Gegenüberstellung geht hervor, dass sich für die Beantwortung der Fragestellung die Methode der Bayes’schen Netze (BN, BPN) am besten eignet. Dies hauptsächlich deshalb, weil sie flexibel ist, unvollständiges Wissen zu repräsentieren vermag und im Gegensatz zu anderen Methoden wichtige Aspekte wie etwa den Einbezug von systematischen Mehrfachausfällen berücksichtigen kann. Es werden zwei BN kreiert: Ein erstes, das qualitativ die mit dem Warnsystem in Abhängigkeit stehenden Faktoren darstellt und ein zweites, das neben der qualitativen Darstellung des Warnsystems auch die quantitative  Analyse der technischen Zuverlässigkeit des Systems  beinhaltet. Um die Verbundwahrscheinlichkeitstafeln („Conditional Probability Tables‚) des zweiten BN auszufüllen, sind einerseits die Zuverlässigkeitswerte der einzelnen Komponenten und andererseits eine Gewichtung bestimmter Knoten nötig. Erstere werden mittels Herstellerinformationen, vergangenen Ereignissen sowie Annahmen eruiert, während letztere mit Hilfe von Wissen über Datenflüsse und Entscheidungsabläufe veranschlagt werden.

Die wesentlichen Resultate betreffen die beiden Alarmierungseinheiten "optisch-akustisches Signal" (OAS) und "Alarmierung der Interventionseinheiten" (AIE). Bezogen auf das Sommerhalbjahr 2009 ergibt sich eine Zuverlässigkeit von 94 % für das OAS und von 83 % für die AIE. Die Ereigniswahrscheinlichkeit beträgt für diesen Zeitraum 0.55 % pro Tag, was für das OAS eine Gesamtzuverlässigkeit von 99.967 % und für die AIE eine von 99.906 % zur Folge hat. Der gleichzeitige Ausfall der vier See- und Schluchtsonden bewirkt einen 100-prozentigen Ausfall des OAS, während für die AIE der gemeinsame Ausfall des Mobilfunk- und Festnetzes Grindelwald sowie der Einzelausfall des Internets der Einsatzleitung oder der Regionalen Einsatzzentrale zum sicheren Versagen führen. Alle zu einem 100-prozentigen Ausfall führenden Komponenten besitzen eine Zuverlässigkeit von annähernd 100 %. Das höchste Risiko für die AIE besteht im gemeinsamen Ausfall des SMS- und des Datenservers von GEOTEST, dessen Wahrscheinlichkeit 4 % beträgt. Die menschlichen Faktoren werden bei den Analysen separat betrachtet.

Insgesamt kann festgehalten werden, dass das geprüfte Warnsystem aufgrund zahlreicher Redundanzen hochgradig zuverlässig funktioniert. Künftige Studien müssen zeigen, wie die Resultate der vorliegenden Arbeit einzuordnen sind.