Pictures of the Future    Herbst 2005      

Intelligente Kameras im Tunnel

Intelligente Kameras detektieren selbsttätig unvorhergesehene Ereignisse und aktivieren im Verbund mit anderen Systemen passende Sicherheitsmaßnahmen für Verkehrstunnel.

Am 24. März 1999 geriet im Montblanc-Tunnel ein Lkw in Brand, 39 Menschen starben bei einem der schwersten Tunnelunglücke Europas. Die Feuerwehr konnte das Feuer erst 53 Stunden später unter Kontrolle bringen. Zur Unfallstelle konnte sie wegen des starken Rauchs und der Hitze von bis zu 1 200 °C nicht vordringen.

Diese und ähnliche Katastrophen lösten eine heftige Sicherheitsdiskussion aus und führten zu geänderten Vorschriften. "Ein paralleler Sicherheitsstollen und Videodetektion sind heute Standard", erklärt Karl Rohrer vom Bau- und Raumentwicklungsdepartment des Schweizer Kantons Obwalden. Rohrer war für die Sicherheit des Tunnels Giswil verantwortlich, der von Luzern nach Bern führt und als der derzeit modernste und sicherste Europas gilt. Wer durch die 2,1 km lange Röhre fährt, bemerkt sofort die gute Ausleuchtung, die Nischen mit Notruftelefonen und Feuerlöschern und die hell beleuchteten Fluchtstollen. 23 Videokameras beobachten rund um die Uhr den Verkehr. Zusätzlich messen Sensoren die Sichttrübung, Windrichtung und Temperatur. Die Daten werden in einer Zentrale ausgewertet und daraus Steuersignale für Ventilatoren, Beleuchtung und Verkehrslenkung abgeleitet.

Für Rohrer ist die Videoüberwachung, die Siemens 2004 installierte, das wichtigste visuelle Hilfsmittel. Bei einem Notfall lösen die Systeme eine Kettenreaktion an Alarm- und Sicherheitsmaßnahmen aus. "Die Anlage kann beispielsweise anhand der Rauchentwicklung einen Brand frühzeitig detektieren, aber auch stehende Fahrzeuge oder Staus erkennen", sagt Projektleiter Michael Ludwig von Siemens Building Technologies (SBT) Schweiz.

Mit Auswerte-Algorithmen berechnet das System Geschwindigkeiten und Zahl der Fahrzeuge. Anhand einer Grauwertanalyse werden Bildveränderungen registriert, und jede Abweichung vom hinterlegten Referenzbild wird weiter beobachtet. "Bei einer dauerhaften Veränderung, etwa wenn ein Fahrzeug wegen einer Panne stehen bleibt, schlägt das System Alarm. Man kann dann den Verkehr vor dem Tunnel stoppen und so verhindern, dass sich innen ein Stau bildet", erklärt Ludwig. Der größte Vorteil der Videodetektion ist die automatische Alarmierung: Bei einem Notfall bewirken die intelligenten Augen eine dauerhafte Speicherung der Daten und übertragen die Bilder live zur Polizeizentrale. Die nie ermüdenden technischen Augen nehmen so den menschlichen eine Menge Arbeit ab.

Herzstück der Anlage ist der so genannte Kopfrechner. Er ist mit den Rechnern der anderen Teilnehmer – für Brandmelder, Lüftung, Notruf, Verkehrsüberwachung – über das Datenübertragungssystem Profibus vernetzt. Bei starker Rauchentwicklung wird sofort eine Meldung an die diversen Sicherheitseinrichtungen gesandt. Daraufhin springen die Ampeln an den Tunneleingängen auf rot, die Beleuchtung wird heller gestellt und der Rauchabzug aktiviert.

Wie effektiv die Systeme arbeiten, zeigt ein Brandtest: An der Brandstelle ist im Videobild nur ein helles Leuchten zu sehen. Rauchwolken steigen auf, das Bild wird trüber. Dann ist der Bildschirm nur noch grau. Plötzlich ein Luftwirbel: Ein starker Sog zerrt an den Rauchschwaden. Sekunden später ist die Wolke wie von Geisterhand abgesaugt, das Fahrbahnbild wieder klar. Das verringert nicht nur die Erstickungsgefahr, sondern zeigt den Menschen im Tunnel auch deutlich die Fluchtwege.

Zum Absaugsystem gehören Klappen, die alle 75 m an der Tunneldecke angeordnet sind und sich im Brandfall automatisch an der richtigen Stelle öffnen. So können die Ventilatoren 150 m³ Luft pro Sekunde absaugen und via Abluftkamin ins Freie befördern. Auch der Fluchtstollen verfügt über Ventilatoren. Sie werden im Brandfall hochgefahren, um einen Überdruck gegenüber dem Fahrraum zu erreichen. Damit wollen die Konstrukteure verhindern, dass bei offenen Türen Rauch in den Fluchtstollen gelangt.

Alle Sicherheitsmaßnahmen werden über das übergeordnete Leitsystem gesteuert, das Zugriff auf die Steuerungen der Subsysteme hat. Belüftung, Beleuchtung oder Tunnelsperrung erfolgen automatisiert, wobei die Polizeileitzentrale jederzeit eingreifen kann. "Wenn die Videoanalyse nicht wäre, würden die anderen Systeme viel später reagieren. Mit ihr erhält man frühzeitig Informationen, kann gezielt intervenieren und so eine Katastrophe verhindern", stellt Michael Ludwig fest. Karl Rohrer ist ebenfalls zufrieden, denn "wir hatten bislang praktisch keine Fehlalarme." Und, was noch wichtiger ist, kein schweres Unglück.
                                                                                                      Evdoxia Tsakiridou