Forschungsgruppen

Die Entscheidungsfindung im Umweltbereich basiert oft darauf, relevante Phänomene mit Hilfe numerischer Modelle zu simulieren. So stützt sich das Katastrophenmanagement beispielsweise auf die Simulation von Katastrophen wie Überschwemmungen oder Dürren, um das lokale Risiko und die Schäden abzuschätzen. Bauingenieurinnen und -ingenieure nutzen agentenbasierte Simulationen, um mögliche Evakuierungsmaßnahmen zu untersuchen. Eine Simulation ist ein komplexer Rechenprozess, dessen Komplexität den Anwenderinnen und Anwendern hinter intuitiven visuellen Interfaces verborgen bleiben muss. Um dies zu erreichen, strebt die Integrated Simulations-Forschungsgruppe eine enge Integration von Simulation, Analyse und Visualisierung im Softwaretool Visdom an.

Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Entscheidungsunterstützung liegt in der Fähigkeit, alternative Optionen zu testen und zu erforschen. Die Nutzerinnen und Nutzer können "Was wäre wenn"-Fragen an das System stellen, z.B. "Was passiert, wenn ein Deichbruch auftritt?", "Ist es sinnvoll, mobile Schutzwände neben dem Krankenhaus zu installieren?" oder "Können wir die rechtzeitige Fertigstellung aller Hindernisse garantieren, wenn wir 30 Arbeiter und zwei LKWs beschäftigen?". Mit Visdom erhalten die Anwenderinnen und Anwender durch die Zusammenführung von Modulen zur Simulation, Analyse und Visualisierung Antworten auf solche Fragen. So können Nutzerinnen und Nutzer in speziellen visuellen Darstellungen die Auswirkungen ihrer Entscheidungen beobachten, z.B. Ausmaß eines Hochwassers oder erwartete Schäden an wichtigen Infrastruktureinrichtungen.

Visdom ist die von der Forschungsgruppe am weitesten entwickelte Anwendung bei Hoch- und Regenwasserereignissen. Sie nutzt einen GPU-basierten 2D-Flachwasserlöser in Kombination mit einer Kanalnetzsimulation, um verschiedene hydrodynamische Phänomene zu modellieren. Darüber hinaus arbeitet die Integrated Simulations-Forschungsgruppe an der Integration und Kopplung von Simulationsmodellen für die Regenabflussberechnung, Logistik und agentenbasierten Modellen für Fuß- und Autoverkehr, um eine breitere Anwendbarkeit ihres Entscheidungsunterstützung-Tools im Umweltbereich zu ermöglichen. Wann und wo Stürme auftreten, lässt sich nur kurzfristig vorhersagen. Aber wer davon betroffen ist und in welchem Ausmaß kann lange im Voraus ermittelt werden – die Arbeit der Integrated Simulations-Forschungsgruppe unterstützt bereits mehr als 40 Städte und Gemeinden dabei, im Vorfeld Schutzmaßnahmen zu ergreifen oder Starkregengefahrenkarten zu entwickeln.