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Quantitative Risikoanalysen für Straßentunnel

Quantitative risk analyses for road tunnels

Sistenich, Christoph

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Risikobewertung , Sicherheit , Ausstattung , Tunnel , Richtlinien , Risiko , Bewertung , Verfahren , Feuer , Fehler [tech] , Unfall , Unfallhäufigkeit , Wahrscheinlichkeit , Straßenverkehr , Europa , Kosten , Schweregrad [Unfall, Verletzung] , Forschungsbericht , Deutschland , EU-Richtlinie; Gefahrguttransport
Freie Schlagwörter (Englisch): Risk assessment , Safety , Equipment , Tunnel , Specifications , Risk , Evaluation [assessment] , Fire , Defect [tech] , Accident , Accident rate , Probability , Road traffic , Europe , Cost , Severity [accid, injury] , Research report , Germany, Federal Republic of , EU directive , Transport of hazardous materials
Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 54 Tunnelbau
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 85 Sicherh.-Einrichtg. in der Verkehrsinfrastruktur
Institut: Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Dokumentart: Buch (Monographie)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau
Bandnummer: 58
ISBN: 978-3-86509-751-4
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 18.06.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Schwere Brandunfälle in einigen Straßentunneln der Alpenländer in den Jahren 1999 und 2001 waren mit ein Auslöser für eine weitere Verbesserung der Sicherheit in Straßentunneln. Normative Ergebnisse diesbezüglich geführter Diskussionen mündeten europaweit in der „Richtlinie des Europäischen Parlamentes und des Rates über Mindestanforderungen für die Sicherheit von Tunneln im transeuropäischen Straßennetz“ (2004/54/EG) (EG-Tunnelrichtlinie). Vorgaben der EG-Tunnelrichtlinie wurden national in den „Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln“ (RABT), Ausgabe 2006, umgesetzt. Ein möglichst einheitlicher Standard insbesondere bei den Sicherheitseinrichtungen, wird im Normalfall durch einen in den Regelwerken fest umrissenen und vorgegebenen Ausstattungsumfang erreicht. In besonderen Fällen ist jedoch die Notwendigkeit und der Umfang eines über dem Normalfall liegenden Ausstattungsniveaus mit ergänzenden Verfahren zu ermitteln. Hierfür, sowie zur Überprüfung der Wirksamkeit einzelner Sicherheitsmaßnahmen, werden Nachweise mittels Risikoanalysen gefordert. Weder die EG-Tunnelrichtlinie noch die RABT 2006 differenzieren jedoch zwischen unterschiedlichen „Arten“ von Risikoanalysen, entweder zur Ermittlung der Tunnelausstattung bei „Tunneln mit besonderer Charakteristik“ oder bei der Zulassung von Gefahrgut. Andererseits sehen beide Regelwerke den Einsatz von Ausstattungselementen auch für einen sicheren Transport von Gefahrgütern durch Straßentunnel vor. Auf der Basis bestehender normativer und methodischer Vorgaben aus Regelwerken und Richtlinien sowie von Methoden, Ansätzen und Modellen, wird ein mögliches Vorgehen für eine risikoanalytische Untersuchung von Straßentunneln dargestellt. Es basiert auf einem risikoorientierten Ansatz. mit den Einzelschritten Risikoanalyse, Risikobewertung und Maßnahmenplanung/-beurteilung. Bei der Risikoanalyse werden mögliche Ereignisse und deren Abläufe bestimmt. Die Risikoanalyse versucht vereinfacht die Frage zu beantworten: „Was kann wie oft passieren und was sind die Folgen?“ Die Risikoanalyse gibt Auskunft über die Höhe der Risiken. In der sich anschließenden Risikobewertung wird die Entscheidung getroffen, ob und welche Risikominimierungen vorgenommen werden müssen. Hier wird die Frage versucht zu klären: „Was darf wie oft passieren?“. Es wird letztlich die Akzeptanz der ermittelten Risiken bestimmt. Die Maßnahmenplanung/-beurteilung umfasst die Ermittlung und Beurteilung risikomindernder Maßnahmen auch im Zusammenhang mit den hierbei entstehenden Kosten. Beantwortet werden soll die Frage: „Welche Maßnahmen müssen für eine ausreichende Sicherheit des Systems getroffen werden?“ Für die innerhalb einer risikobezogenen Untersuchung abzuarbeitenden vorgenannten Schritte Risikoanalyse, Risikobewertung und Maßnahmenplanung/-beurteilung steht eine große Bandbreite qualitativer und quantitativer Methoden bzw. Modelle zur Verfügung. Die im Bericht vorgenommene Darstellung der in einzelnen Ländern durchgeführten Praxis zeigt auf, dass eine Kombination unterschiedlicher Methoden bzw. Modelle verwendet wird. Einschränkungen bei der praktischen Anwendung ergeben sich durch die noch schmale Datenbasis bei Ereignis- und Versagenshäufigkeiten betriebstechnischer Ausstattungselemente oder verkehrlicher Störfälle. Die weitere Erhebung und Auswertung betrieblicher und verkehrlicher Störfälle in Tunneln ist daher anzustreben. Eine Häufigkeits- /Ausmaßermittlung und eine darauf fußende Risikoberechnung ist derzeit für den Bereich Straßentunnel noch mit Unsicherheiten behaftet, die bei der Interpretation der aus einer quantitativen risikobezogenen Ausarbeitung gewonnenen Ergebnisse einbezogen werden müssen. Bei der Bewertung von Maßnahmen sind neben ihrer risikomindernden Wirkung auch die mit ihrer Realisierung bzw. ihrem Betrieb verbundenen Kosten abzuschätzen. Als Realisierungskriterium gilt einerseits ein geringeres Verhältnis von Kosten und jeweiliger Risikominderung einer Alternativ-Maßnahme gegenüber der Ausgangsmaßnahme, andererseits eine Kostenobergrenze in Bezug auf eine anzustrebende Risikominderung. Hinsichtlich der Risikobewertung sind weitere Untersuchungen, Diskussionen und Erfahrungswerte erforderlich, um zukünftig eventuell Akzeptanzbereiche als Entscheidungsgrenzen festlegen zu können. Eine Verbreiterung des Untersuchungsansatzes zur Risikodarstellung sowie die Konzeption eines Verfahrens zur Risikobewertung von Straßentunneln einschließlich Empfehlungen für seine Anwendung ist anzustreben.
Kurzfassung auf Englisch: Serious fires in some road tunnels in the Alpine countries during the years 1999 and 2001 served as a trigger for further improvements of safety in road tunnels. The normative results of the discussions held in this regard resulted in the "Guidelines of the European Parliament and the Council on Minimum Safety Requirements for Tunnels in the Trans-European Road Network" (2004/54/EC) (EC Tunnel Guideline). The specifications of the EC Tunnel Guideline were implemented on a national basis in the "Guidelines for Equipping and Operating Road Tunnels" (RABT), Edition 2006. The most uniform standard possible, especially in the case of safety installations, is usually achieved with equipment that is clearly defined and specified in the rules and regulations. However, in special cases, the necessity and scope of additional equipment must be determined by using supplementary procedures. To do this, as well as to check the effectiveness of individual safety measures, proof is obtained by conducting a risk analysis. Neither the EC Tunnel Guideline nor the RABT 2006, however, differentiate between different "types" of risk analyses, either to determine the tunnel installations for "tunnels with special characteristics" or when approving hazardous substances. On the other hand, both sets of rules and regulations make provision for the use of equipment for the safe transport of hazardous substances through road tunnels. A possible procedure for a risk analysis of road tunnels is presented on the basis of existing norms and methods contained in the rules and regulations, as well as various other methods, approaches and models. It is based on a risk-oriented approach, with the individual steps "risk analysis", "risk assessment" and "planning/evaluation of measures". During the risk analysis, possible events and their courses are determined. The risk analysis tries to find a simple answer to the question: "What can happen how often, and what are the consequences?" The risk analysis provides information about the degrees of risk. In the subsequent risk assessment, a decision is taken whether and which risk minimisations must be carried out. The question asked in this case is: "What may happen how often?" Ultimately, the acceptance of the risks determined is established. The planning/evaluation of measures comprises determining and evaluating riskreducing measures, also in relation to the costs incurred. The question to be answered is: "Which measures must be taken to ensure the adequate safety of the system?" A large number of qualitative and quantitative methods and models are available to carry out the steps of risk analysis, risk assessment and planning/evaluation of measures within the context of a risk-related investigation. The presentation of the practices in various countries reported on shows that a combination of different methods or models is used. There are some limitations regarding practical implementation, resulting from the rather small database on the frequency of events, the failure of technical equipment and traffic incidents. The continued collection and evaluation of technical and traffic incidents in tunnels should therefore be striven for. A frequency/extent investigation and the risk calculations based on this with regard to road tunnels are currently still fraught with uncertainties that must be incorporated into the interpretation of the results obtained during quantitative, risk-related planning. When evaluating measures, both their risk-reducing effect and the costs incurred in their implementation/operation must be estimated. On the one hand, the criterion for realisation is that of the lower cost or risk of various alternatives in comparison with the initial measure, while on the other hand there is an upper cost limit that determines to what extent risks can be reduced. As far as the risk assessment is concerned, further investigations, discussions and experience are required in order to define future acceptance ranges for decision-making purposes. A broadening of the investigative approach to risk presentation, as well as the design of a procedure for the risk assessment of road tunnels, including recommendations for implementation, must be striven for.