Simulation des zeitlichen Störungsverhaltens vollvermaschter Netzwerke am Beispiel kritischer Infrastrukturen

Abstract

Aufgabenstellung dieser Diplomarbeit war die Betrachtung des Verhaltens von Infrastruktur beim Auftreten einer Störung anhand eines Computermodells. Daraus ergibt sich die Fragestellung der Simulationsmodellbildung, der Berechnung und der Darstellung der Simulationsergebnisse eines Graphen, welcher ein Netzwerk von Infrastrukturelementen repräsentiert. Diesbezüglich wird das zeitliche Verhalten des Infrastrukturnetzes nach Eintreten einer Störung betrachtet. Bei solch einem Infrastrukturnetz kann es sich um ein Energieversorgungsnetz, die Wasserversorgung oder um ein ähnliches Netz handeln. In dieser Diplomarbeit wird konkret das Simulationsverhalten der Infrastruktur eines Militärstützpunkts des österreichischen Bundesheeres nach Auftreten einer theoretischen Störung betrachtet, wobei die zugrundeliegenden Daten dieser Studie vom österreichischen Bundesheer geliefert wurden. Hierbei werden die Beziehungen zwischen den Infrastrukturelementen jeweils als eindimensionale Eingangs- und Ausgangswerte in Prozent betrachtet. Auf eine Unterscheidung der Leistungsaspekte der jeweiligen Elemente wird nicht eingegangen. Das Modell benutzt einen gerichteten Graphen, dessen Kanten durch Funktionen bestimmt werden. Ebenso werden die dieser Diplomarbeit zugrundeliegenden Daten analysiert und deren Erhebung und Art kritisch besprochen. Zentrales Ergebnis dieser wissenschaftlichen Arbeit sind die Leistungskurven der Infrastruktur des untersuchten Militärstützpunktes unter verschiedensten Störszenarien, wobei auch allgemeine Schlussfolgerungen gezogen werden und die Ergebnisse interpretiert werden.

The assignment of this diploma thesis was the observation of the characteristics of infrastructure due a disruption by using a computer model. This leaded to the designing of a simulation model, the calculation and presentation of simulation results regarding a graph representing an infrastructure network. Therefore the time-dependent behavior after the occurrence of a disruption is observed. The examined infrastructure network can be an electric supply network, a water supply network or any other kind of infrastructure network. This diploma thesis observes the simulated behavior of the infrastructure of an Austrian military base after an theoretical incident. The used data in this thesis was delivered by the Austrian Armed Forces. The relationships between the infrastructure elements are modeled using one-dimensional input and output values as there is not made any distinction between the different performance aspects of each infrastructure element. For the model development a directed graph is used. The links are defined by functions. Also the used data for this thesis are analyzed and the way of collecting this data is discussed in a critical manner. The major results of this scientific work are the performance charts of the simulated infrastructure of the observed military base during a dysfunction at which assumptions are made of a general nature and those results are interpreted.