ERAMAS. Umweltrisikoanalyse- und managementsystem. FIRST Fraunhofer Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik

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2 Umweltrisikoanalyse- und managementsystem FIRST Fraunhofer Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik IBB Ingenieurbüro Beger für Umweltanalyse und Forschung DGC Dresdner Grundwasser Consulting GmbH

3 Environmental Risk Analysis and Management System Rechnergestütztes Analyse und -managementsystem von schadstoffbedingten Umweltrisiken Problemstellung Szenarien Freisetzung kanzerogener und chemisch-toxischer Substanzen Störfälle in industriellen Anlagen Gefahrguttransporte Terroristische Anschläge Seite 3

4 Problemstellung Teilergebnis Expositionsbewertungsmodell Ergebnisausgabe Teilergebnis Person am entfernten Standort Atmosphärisches Ausbreitungsmodell Expositionsmodell Atmosphärische Ausbreitung Gefahrgut Atmosphäre Direktpfad Expositionsmodell Person am Standort Aerationszonen -modell Migration in Aerationszone Aerationszone Expositionsmodell Expositionsmodell Migration in Grundwasserzone Grundwassermodell Grundwasserzone Seite 4

5 Zielsetzung Flexibel Berücksichtigung wechselnder Verhältnisse Auswahl der zur Problemlösung jeweils geeignetsten Modelle und Systeminformationen Adaptiv Störfallmanagement Vorfeldanalyse Einfach zu bedienen Dynamische Anpassung an den sich entwickelnden wissenschaftlich-technischen Höchststand Störfallmanagement unter Echtzeitbedingungen Genehmigungsverfahren, Maßnahmepläne Einfache und intuitiv bedienbare Benutzerschnittstelle Seite 5

6 Realisierung Fraunhofer FIRST DGC IBB Schadstofftransport in der Atmosphäre Grundlagen IT-Technik Systemarchitektur Systemkopplung Schadstofftransport in der Boden- und Grundwasserzone Systemkopplung Exposition Risikobewertung Systemstruktur Systemkopplung Seite 6

7 Systemarchitektur User mit Informationsbedarf Web-Interface FIRST IBB DGC Repository Metadatenbank Main-Server Input / Output Server X 1 Server X 2 weitere potentielle Dienstleistungssysteme Server X n Internet Server A 1,A 2...A n Atmosphärische Ausbreitungsmodelle (inkl. lokaler Datenbanken) Server I 1,I 2...I n Informationssysteme (Datenbanken, online-messwerterfassung usw.) Server AZ 1,AZ 2...AZ n Aerationszonenmodelle (inkl. lokaler Datenbanken) Server G 1,G 2...G n Grundwassermodelle (inkl. lokaler Datenbanken) Server E 1,E 2...E n Expositionsmodelle (inkl. lokaler Datenbanken) Server B 1,B 2...B n Bewertungsmodelle (inkl. lokaler Datenbanken) Fraunhofer FIRST DGC IBB Seite 7

8 als Computing-Grid-Anwendung Benutzer Dateneingabe -Client RMI / SOAP / Sockets Visualisierung/ Auswertung weitere - Clients... -Server FhRG JobHandler SQL / XQuery Repository GRAM, GridFTP, LDAP Modell 1 Fraunhofer Resource Grid Modell 2 Modell 3 Modell 4 Datenbanken Seite 8

9 Direktpfad: Unfall Expositionsmodell start Benutzerschnittstelle Unfallspezifische Daten (Ort, Schadstoff,...) Preprocessing Bew ertung Modell Bew ertung Bew ertung Visualisierung Visualisierung end Seite 9

10 Schadstofftransport in der Aerationszone: Unfall Aerationszonenmodell Expositionsmodell start Benutzerschnittstelle Unfallspezifische Daten (Ort, Schadstoff,...) Preprocessing HYDRUS HYDRUS HYDRUS Bew ertung Modell Bew ertung Bew ertung Visualisierung Visualisierung end Seite 10

11 Schadstofftransport in der Atmosphäre: Unfall Atmosphärenmodell Expositionsmodell start dw m Diagnostisches Windfeldmodell dw m Benutzerschnittstelle Unfallspezifische Daten (Ort, Schadstoff,...) Lagrange Lagrange Lagrange Preprocessing Bew ertung Modell Bew ertung Bew ertung Visualisierung Visualisierung end Seite 11

12 Schadstofftransport in der Grundwasserzone: Unfall Aerationszonenmodell Grundwassermodell Expositionsmodell start Benutzerschnittstelle HYDRUS HYDRUS HYDRUS Unfallspezifische Daten (Ort, Schadstoff,...) MODFLOW MODFLOW MODFLOW Preprocessing Bew ertung Modell Bew ertung Bew ertung Visualisierung Visualisierung end Seite 12

13 Benutzerschnittstelle Normale Anwender Definition von Unfallszenarien Eingabe unfallspezifischer Daten (Ort, Zeit, Wetterdaten, freigesetzte Substanz, Art der Freisetzung) Einfach zu erfassende Visualisierung der wichtigsten Ausgabegrößen (Risikoindex, Schadstoffkonzentrationen, Nutzungsklassen, Geländeinformation) Komplexität der Simulation (Transportpfade, Petrinetz) bleibt vor dem Anwender verborgen Erfahrene Anwender Parametrisierung des Systems für neue Gebiete / Anwendungsfälle Auswahl der verschiedenen Transportpfade Ausführliche Auswertung der Export von Daten zur Einbindung in externes GIS Entwickler Zugriff auf die einzelnen Komponenten über das FhRG Seite 13

14 Benutzerschnittstelle Technologie Java-Client Web-Portal WebStart Java-Applikation, über das Internet mit dem - Server verbunden Registrierung neuer Benutzer, einloggen in das System, Präsentation von, einfaches -Demo- System, das auch ohne Java-Client kostenlos zu benutzen ist Einfaches Herunterladen und Starten des Java-Clients per WebStart-Technologie vom Web-Portal. Voraussetzung: Java mit WebStart auf Client-Rechner installiert Seite 14

15 Benutzerschnittstelle Eingabe von Daten Vergleich: ALOHA Formularbasiert Assistent Kontexthilfe Szenarien Software zur Simulation gasförmiger Schadstoffe (nur + Dispersion in der Atmosphäre) Eingabe von Daten über dynamische Formulare Assistent, der die Dateneingabe unterstützt Zu jedem Eingabefeld kann ein Hilfetext aufgerufen werden Anwendungsszenarien können vom Nutzer im Vorfeld vordefiniert und abgespeichert werden. Im Echtzeiteinsatz können vorhandene Szenarien geladen und entsprechend der aktuellen Situation ergänzt werden Seite 15

16 Benutzerschnittstelle Visualisierung von Daten Vis5D VisAD GIS-Daten 3D-Visualisierung zeitabhängiger Daten Java-API zur Visualisierung von Daten, kann Vis5D- Format lesen Möglichkeit für Darstellung von GIS-Daten mittels VisAD wird untersucht Seite 16

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19 -Server Simulation Szenarienverwaltung Benutzerverwaltung Der Server nimmt die vom Java-Client entgegen und startet die entsprechenden Simulationen anhand der vordefinierten Petrinetze. Die resultierenden Daten werden zur Visualisierung zurück zum Client geschickt Szenarien, die mit Hilfe des Java-Clients erzeugt wurden, werden zum -Server übertragen und dort gespeichert und verwaltet. Gespeicherte Szenarien können jederzeit wieder vom Server zum Client übertragen werden Registrierung, Authentifizierung und Autorisierung von Benutzern, Accounting, Abrechnung Seite 19