Umfassendes Überwachungssystem am Simplonpass, Schweiz

Ausgangslage

Der Simplonpass stellt eine der wichtigsten alpenquerenden Verkehrsachsen der Schweiz dar. Er verbindet das Rhonetal im Wallis mit dem italienischen Val d’Ossola und liegt auf einer Höhe von 2006 Metern über Meer. Aufgrund seiner ganzjährigen Befahrbarkeit ist der Simplon insbesondere für den Schwer- und Gefahrgutverkehr von zentraler Bedeutung, da viele Transporte den Gotthard-Strassentunnel nicht durchqueren dürfen. Die Topografie und die geologischen Bedingungen in dieser Hochgebirgsregion machen die Infrastruktur jedoch besonders anfällig für gravitative Naturgefahren wie Steinschläge, Murgänge oder Blockstürze.

Am 29. Juni 2024 kam es nach intensiven Niederschlägen oberhalb der Galerie Engi zu einem massiven Murgang. Schuttmaterial aus dem Hübschhorn-Blockgletscher löste sich und verschüttete die Passstrasse auf mehreren Metern. Personen wurden dabei nicht verletzt, jedoch musste die Nationalstrasse sofort gesperrt werden. Die Aufräumarbeiten gestalteten sich aufgrund der weiterhin instabilen Situation als schwierig und gefährlich.

Lösung

Im Auftrag des Bundesamtes für Strassen (ASTRA) und in Zusammenarbeit mit den Naturgefahrenexperten der Firma geoformer igp AG entwickelte GEOPRAEVENT in wenigen Wochen ein umfassendes Überwachungssystem. Die Lösung besteht aus zwei zentralen Komponenten: einem Warnsystem zur langfristigen Überwachung des Hübschhorn-Blockgletschers und einem Alarmsystem zur sofortigen Reaktion auf kurzfristige Gefahrenprozesse wie Steinschläge oder Murgänge.

Schematische Darstellung der Überwachungsanlage am Simplonpass.

Warnsystem:

Das Warnsystem dient der kontinuierlichen Beobachtung des Gletscherbereichs oberhalb der Passstrasse. Dabei kommen verschiedene Messtechniken zum Einsatz. Eine hochauflösende 42 Megapixel DEFOX PRO Kamera liefert stündlich Bildmaterial des gesamten Blockgletscherfeldes, welches automatisiert ausgewertet wird, um flächenhafte Deformationen zu erkennen. Ergänzt wird die visuelle Überwachung durch eine solarbetriebene PTZ-Kamera, die eine Live-Beurteilung aus der Ferne über das Online-Datenportal GRAVX ermöglicht. Zur Einschätzung externer Einflussfaktoren wurde zudem eine meteorologische Station eingerichtet, die kontinuierlich Daten zu Niederschlag, Temperatur, Schneehöhe und Sonneneinstrahlung liefert.

Mehrere GNSS-Sensoren wurden auf potenziell instabilen Felsblöcken installiert, um deren dreidimensionale Bewegung zu erfassen (punktuelle Überwachung).

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42 MP DEFOX PRO Kamera mit Wetterstation am Blockgletscher.

Alarmsystem:

Während das Warnsystem auf längerfristige Entwicklungen fokussiert ist, wurde das Alarmsystem auf die sofortige Detektion und automatische Intervention bei akuten Gefahrenereignissen ausgelegt. Besonders Steinschläge und Murgänge können, besonders nach Starkregen, innerhalb weniger Sekunden auftreten. Die Reaktionszeit zwischen Detektion eines Ereignisses und möglichem Aufprall eines Gesteinsblocks auf die Galerie beträgt nur etwa 30 bis 50 Sekunden. Aus diesem Grund ist das System redundant und hochautomatisiert aufgebaut.

Ein Steinschlagradar, basierend auf Dopplertechnologie, wurde am Fuss des Hangs installiert und erkennt sich bewegende Objekte mit hoher Genauigkeit. Im Ereignisfall aktiviert das Radar automatisch eine gekoppelte PTZ-Kamera, die den Hang in Echtzeit aufzeichnet.

Dopplerradar am Fusse des Hangs (hier ist die Logik der Anlage)

Zusätzlich ist in der gefährdeten Murgangrinne ein Pegelradar installiert, das plötzliche Änderungen des Wasserstands erfasst. Dieses ermöglicht die frühzeitige Identifikation von Murgängen. Um das System zu ergänzen, wurden an denselben Standorten Reissleinen gespannt, die bei Kontakt mit bewegtem Material sofort Alarm auslösen. Weitere PTZ-Kameras wurden an strategisch wichtigen Punkten installiert, unter anderem in und auf der Galerie, um eine vollständige visuelle Kontrolle des Gefahrengebiets sicherzustellen.

Da sechs grosse Felsblöcke innerhalb des Blockgletschers als potenziell durchschlagsgefährlich gelten, wurden diese mit Geosensoren ausgestattet. Diese erfassen kleinste Bewegungen und ermöglichen eine rasche Einschätzung der Stabilität dieser Blöcke.

Wird ein Ereignis erkannt, erfolgt die Alarmierung automatisch über mehrere Kanäle. Die Strasse wird durch sechs Ampeln, verteilt auf zwei voneinander unabhängige Systeme, sofort gesperrt. Zusätzlich werden Bauarbeiter, die sich Gefahrenbereich befinden, durch zwei mobile Sirenen in Kombination mit Blitzlichtern akustisch und visuell gewarnt. Parallel erfolgt eine digitale Alarmierung der Einsatz- und Fachkräfte über das System eAlarm per SMS, E-Mail und direktem Webzugang. Über das GRAVX-Datenportal kann die Situation laufend aus der Ferne überwacht und beurteilt werden.