Sensortechnologie und intelligente Datenauswertung für
effizientes KRITIS-Management

Mit der Richtlinie über die Widerstandsfähigkeit kritischer Einrichtungen, der Critical Entities Resilience Directive (CER), verpflichtet die EU ihre Mitgliedstaaten, versorgungsrelevante Einrichtungen zu identifizieren und deren physische Widerstandsfähigkeit gegenüber Bedrohungen wie Naturgefahren, Terroranschlägen oder Sabotage zu stärken. Die CER-Richtlinie wird in Deutschland durch das KRITIS-Dachgesetz umgesetzt. Auf die Betreiber kritischer Infrastruktur kommt mit dem KRITIS-Dachgesetz eine Fülle von neuen Anforderungen zu. Der Gesetzgeber stellt mit Inkrafttreten des Gesetzes einheitliche Mindestanforderungen an die operative und physische Resilienz zentraler Versorgungseinrichtungen. Der im Gesetz festgeschriebene All-Gefahren-Ansatz verpflichtet diese Einrichtungen u.a. zu regelmäßigen Risikoanalysen, zur Erstellung von Resilienzplänen und zum Nachweis der Einhaltung gesetzlicher Anforderungen. 


Wir generieren die Datengrundlage für eine effiziente Risikobewertung vor dem Hintergrund von KRITIS mit

– Maßgeschneiderten Sensortechnologien

– Strategien für die Datenanalyse 

– Passgenauen Nutzer-Schnittstellen für das Datenmanagement

 

Ohne valide Datenbasis kein gutes KRITIS-Management

Die Implementierung von Maßnahmen zur Erfüllung der Anforderungen aus dem KRITIS-Dachgesetz ist weit mehr als eine Managementaufgabe. Da das Gesetz neben der Cybersicherheit auch die Resilienz physischer Objekte beinhaltet, braucht es valide, möglichst aktuelle Daten der betroffenen Objekte, z. B. für die Bewertung der Perimetersicherung. Begehungen durch Prüfpersonal, visuelle Inaugenscheinnahme und manuelle Dokumentation, z. B. durch Kamerabilder oder schriftliche Notizen, werden in Zukunft nicht ausreichen, um die hohen KRITIS-Anforderungen zu erfüllen. Digitale 3D-Modelle sind eine unerlässliche Grundlage für die durch KRITIS geforderte Risikobewertung, das Krisenmanagement, das Resilienz-Reporting und die Auditierung. Geometrische Daten der zu schützenden Gebäude und Anlagen bilden die Basis für 3D-Modelle, die mit Informationen etwa zu Objekten, Sicherheitsabständen, Schäden oder generell Anomalien angereichert werden können. 3D-Modelle ermöglichen virtuelle Begehungen und Prüfungen. Im digitalen Modell lassen sich Änderungen an der Infrastruktur über den Zeitverlauf erkennen und der Ist-Zustand mit den Sicherheitsanforderungen abgleichen. Auch Simulationen von Gefahrensituationen, z. B. Hochwasser oder Großbrände, sind im digitalen Modell möglich.

Messkampagnen planen, Prozesse automatisieren und vereinfachen

Ein digitales 3D-Modell sollte genau die Daten enthalten, die Betreiber kritischer Infrastruktur für die Erfüllung der Berichtspflichten benötigen. Um ein passgenaues Modell zu erstellen, nehmen wir die Daten genau in der jeweils geforderten Qualität auf. Davon ausgehend können die messtechnische Erfassung und die Datenanalyse gezielt geplant werden: Welche Teile der Infrastruktur sind besonders wichtig und erfordern eine höhere Datenqualität? Wo sind mögliche Schwachstellen? Welche Sensoren eignen sich dafür? Welches sind relevante Objektklassen, die eine KI automatisiert in den Daten erkennen sollte? Wo liegen Schwellenwerte für kritische Abstände, Abweichungen etc.? Welche spezifischen Fragestellungen gibt es? In welchen Zeitabständen wird gemessen? 

Unser Angebot: Automatisierte Sicherheitsbewertung für ein datenbasiertes KRITIS-Management

Sensortechnologie und intelligente Datenauswertung für effizientes KRITIS-Management
© Fraunhofer IPM

3D-Modell: zugeschnitten auf die spezifischen Erfordernisse der Anlage


Fraunhofer IPM unterstützt Betreiber kritischer Infrastruktur und KRITIS-Dienstleister bei der Erstellung digitaler 3D-Modelle mit Blick auf die spezifischen Erfordernisse des KRITIS-Dachgesetzes, erfasst die Daten für das digitale Modell und stellt Instrumente für die Datenanalyse und -visualisierung zur Verfügung. Dabei berücksichtigen wir individuelle Fragestellungen zum Schutz der jeweiligen Anlage. Dies können neben den spezifischen Gegebenheiten der Gebäude auch Charakteristika der Umgebung wie etwa die Geländebeschaffenheit und -topografie, Vegetation oder jahreszeitliche Bedingungen sein. Anhand der Daten können beispielsweise Beleuchtungssituationen, Sichtschutz oder Gefahren, die sich durch angrenzende Infrastruktur wie z. B. Straßen ergeben, automatisiert untersucht werden.

Datenerfassung mit multimodalen Sensoren auf mobilen Plattformen

Für die Datenerfassung nutzen wir multimodale Sensoren, vor allem LiDAR- und Kamerasysteme, die je nach Anforderung handgehalten oder auf unterschiedlichen mobilen Plattformen installiert sind. So ist eine Datenaufnahme von Fahrzeugen, Drohnen oder autonomen Roboter-Plattformen aus möglich – auch unter Wasser oder in Innenräumen. Drone-in-a-box-Lösungen ermöglichen einen weitgehend autarken Betrieb der Sensorsysteme – beispielsweise für regelmäßige Datenaufnahmen an abgelegenen oder schwer zugänglichen Standorten.

Wir planen Messkampagnen gemeinsam mit Ihnen, sodass Sie exakt die Daten erhalten, die sie benötigen. Für die Datenauswertung trainieren wir KI-basierte Algorithmen für die Identifikation relevanter Objekte in den Messdaten. Gesuchte Parameter wie Abstände oder Sollabweichungen können im digitalen Modell automatisiert erkannt und ausgegeben werden.

Unsere Leistung umfasst die gesamte Prozesskette für die Erstellung digitaler 3D-Modelle – von der Datenerfassung über die Datenanalyse, die Datenbereitstellung bis zum Datenmanagement. Dabei haben Sie jederzeit die volle Hoheit über die Daten (Datensouveränität).

  • Die Perimetersicherung ist ein Kernthema bei der Gefahrenabwehr für nahezu alle KRITIS-Sektoren – vom Kraftwerk über Betreiber von Verkehrs- und Kommunikationsinfrastruktur, Krankenhäuser bis zu Justizvollzugsanstalten. Die Vielfalt der für den Perimeterschutz relevanten Objektklassen ist groß: Zäune unterschiedlicher Art, Mauern, Tore, Masten, Poller, Leuchten u.v.m. Aber auch die Geländemorphologie, Bodenbeschaffenheit und Materialbeschaffenheit sicherheitsrelevanter Objekte sind relevant zum Schutz vor Eindringlingen. Jedes zu schützende Objekt ist individuell und erfordert spezifische Komponenten und Systeme für den Perimeterschutz, die jeweils in komplexer Abhängigkeit zueinanderstehen.
     

    Unser Angebot: mehr als Daten

    • Passgenaue Sensorik zur Datenerfassung
    • KI-basierte automatisierte Datenverarbeitung
    • Individuelle Mensch-Maschine-Schnittstellen

    Wir entwickeln maßgeschneiderte Multisensor-Systeme, die Gelände und Anlagen mit Blick auf den Perimeterschutz messtechnisch erfassen. Aus den fusionierten 2D-Kamera- und 3D-LiDAR-Daten leiten wir digitale Modelle ab, in denen relevante Objekte, Abstände oder Soll-Abweichungen automatisiert identifiziert werden. Dazu trainieren wir künstliche neuronale Netzwerke für die automatisierte Erkennung aller oben genannten Objektklassen und Parameter. Aus den Daten leiten wir u. a. Gefahrenkarten oder Ereignisberichte ab. Für den einfachen Zugang zu den Messdaten stellen wir graphische User Interfaces zur Verfügung, die alle relevanten Informationen komprimiert und übersichtlich bereitstellen.
     

    Fachbeitrag: »Digitale Zwillinge im Einsatz: Planung, Simulation und Lagebild im Perimeterschutz«

    Alexander Stark vom Online-Portal des Messe- und Kongress-Veranstalters »Perimeter Protection« hat mit unserem Kollegen Alexander Reiterer über digitale Zwillinge für den Perimeterschutz gesprochen. 

3D-Daten für die Digitalisierung von Infrastruktur und Umwelt

 

Wir entwickeln maßgeschneiderte Multisensorsysteme für die Erfassung von Gebäuden, Ingenieursbauwerken, Verkehrsinfrastruktur oder landwirtschaftlichen Nutzflächen. Für die Datenanalyse nutzen wir KI-basierte Strategien, die genau die Informationen bereitstellen, die für die jeweilige Aufgabe von Interesse sind.