Resilienz kritischer Infrastrukturen – Dr. Sadeeb Simon Ottenburger
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Versorgungssysteme sollen zukünftig energieeffizienter, klima- und ressourcenschonender sein. Doch die Transformation zur Nachhaltigkeit bringt neue Anfälligkeiten mit sich und erhöht die Risiken für kritische Infrastrukturen. Wie sich diese systemischen Risiken minimieren lassen, erforscht der Leiter der Abteilung „Resiliente und Smarte Infrastruktursysteme“ (RESIS) am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit des KIT.
Wie sich Risiken für Versorgungssysteme minimieren lassen
Zu kritischen Infrastrukturen zählen alle Systeme, die für das Funktionieren des Gemeinwesens, die Versorgung mit unentbehrlichen Gütern und Dienstleistungen sowie die Sicherheit der Bevölkerung wesentlich sind. Resiliente Systeme erkennen Gefahren frühzeitig, passen sich an unerwartete Ereignisse an, lernen aus Erfahrungen und werden nach Störungen rasch wieder funktionsfähig. „Entscheidend ist ein tiefes Verständnis der systemischen Abhängigkeiten, Unsicherheiten und Wechselwirkungen, die durch Digitalisierung, zunehmende Vernetzung, den Klimawandel sowie durch die Energie- und Mobilitätswende weiter an Bedeutung gewinnen“, betont Ottenburger.
Ziel seiner Forschung ist es, Vulnerabilitäten, systemische Risiken und adaptive Reaktionsmechanismen übergreifend zu verstehen – von der Energie- und Wasserversorgung über Verkehr, Kommunikation und Gesundheitssysteme bis hin zu urbanen Räumen. „Unsere Infrastrukturen sind heute hochgradig vernetzte und dynamische Systeme“, erklärt der Mathematiker. „Diese Vernetzung eröffnet Chancen für Effizienz und Nachhaltigkeit, erhöht aber zugleich die Anfälligkeit für Kaskadeneffekte und unerwartete Störungen.“
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, entwickelt Ottenburger mit seinem Team digitale Frameworks wie strukturierte Software- und Modellierungsgrundlagen. Ergänzend arbeiten die Forschenden an Algorithmen, die auf mathematischen Modellen, Simulationen und Künstlicher Intelligenz basieren. Diese Werkzeuge helfen dabei, komplexe Wechselwirkungen in Echtzeit zu analysieren, Risiken systematisch zu bewerten und adaptive, lernfähige Steuerungs- und Entscheidungsunterstützungssysteme zu entwickeln. Damit stärken sie insbesondere das Notfall- und Krisenmanagement. Gleichzeitig verankern die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Resilienz als Gestaltungsprinzip in alle Phasen der Infrastrukturplanung – von der Vorsorge über die operative Reaktion bis hin zur Erholung und langfristigen Transformation.
„Die Resilienzplanung der Zukunft ist datenbasiert, lernfähig und situationsbewusst“, sagt Ottenburger. „Sie integriert technologische, soziale und ökonomische Faktoren und nutzt digitale Zwillinge, um Handlungsoptionen in Echtzeit zu bewerten.“ Die in RESIS entwickelten Entscheidungsunterstützungssysteme für Notfall- und Resilienzmanagement sind bereits in mehr als 40 Ländern operationell im Einsatz – und leisten damit einen entscheidenden Beitrag zur Sicherheit und Stabilität kritischer Infrastrukturen weltweit.
Expertenmails mit Dr. Sadeeb Simon Ottenburger:
Campus Report mit Dr. Sadeeb Simon Ottenburger:
Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Dr. Sadeeb Simon Ottenburger her.
Fotonachweis:
Stadt bei Nacht: Markus Breig, KIT
Porträt Dr. Ottenburger, ITES/CEDIM, KIT: Lisa Jungheim, KIT