X3: Mensch-Computer-Interaktion und Übergänge: Hin zu brauchbaren und robusten Warn- und Informationssystemen bei Infrastrukturausfällen

Kurze Zusammenfassung. Das Teilprojekt X3 untersucht Transitionen bei Infrastrukturstörungen, etwa Abweichungen oder komplette Ausfälle. Es werden sowohl qualitative empirische Studien als auch repräsentative quantitative Studien durchgeführt, um Daten zur Wahrnehmung von Infrastrukturstörungen aus Sicht verschiedener Akteure zu sammeln und auszuwerten. Unter Berücksichtigung der empirischen Ergebnisse ist es das Ziel, technische Parameter abzuleiten, die im Einklang zu den Bedürfnissen der Akteure stehen, um Transitionen bei Infrastrukturstörungen proaktiv auszulösen. Darüber hinaus werden gebrauchstaugliche Demonstratoren zur Warnung und Information der Bevölkerung bei Infrastrukturstörungen entwickelt, um die Evaluation von Anwendungen und Dienste im Hinblick auf Benutzerfreundlichkeit, Verlässlichkeit und Widerstandsfähigkeit zu ermöglichen.

Ausführliche Zusammenfassung. Das Teilprojekts X3 untersucht Infrastrukturstörungen im Hinblick auf die Wahrnehmung verschiedener Akteure, um technische Parameter zum proaktiven Auslösen von Transitionen abzuleiten. Bisher haben nur wenige wissenschaftliche Arbeiten das Bewusstsein, Verhalten und die Kommunikation der Bevölkerung während der Störung, etwa Abweichungen oder Totalausfälle, von kritischer Infrastruktur untersucht. Infrastrukturen werden von den Anwendern als selbstverständlich betrachtet und entsprechend nur im Falle eines Ausfalls wahrgenommen, um sich dann ihrer Abhängigkeit von Infrastrukturen in ihrem alltäglichen Leben bewusst zu werden. Ein untersuchtes Beispiel war der Festnetz- und Mobilfunkausfall im Umkreis von Siegen im Jahr 2013. Mehr als eine halbe Million Telefonanschlüsse konnten über einen Zeitraum von einigen Stunden nicht verwendet werden, in einigen Fällen lag die Dauer des Ausfalls sogar bei einigen Tagen. Da die Kommunikationsinfrastruktur und Stromversorgung im Alltag unentbehrlich geworden sind, besteht eine starke Abhängigkeit von ihrer Funktionalität. Wichtig ist in diesem Kontext jedoch, die Konsequenzen eines Ausfalls in die Überlegungen einzubeziehen und nicht von einer grundsätzlich funktionierenden Stromversorgung auszugehen, da die möglichen Gefahren andernfalls unterschätzt werden.

Veröffentlichte Arbeiten konzentrieren sich auf die Bewältigung von Infrastrukturausfällen, der Fortdauer sowie der Resilienz der betroffenen Bevölkerungsteile. Obwohl Studien veröffentlicht wurden, welche die Kommunikation und Reaktion von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben, etwa Polizei und Feuerwehr, im Falle von Infrastrukturausfällen untersuchen, wurde die Kommunikation der Zivilbevölkerung, insbesondere in Zentraleuropa noch nicht näher untersucht. Beispielsweise ist bisher weder hinreichend erforscht, inwieweit die Öffentlichkeit über lokale Infrastrukturen, noch über notwendige Maßnahmen während eines Infrastrukturausfalls oder alternative Infrastrukturen informiert ist. Unklar ist ebenfalls, welche Informationen die Öffentlichkeit von Infrastrukturbetreibern erwartet und auf welche Weise diese kommuniziert werden sollen. Bereits existierende Katastrophenschutz-Apps bieten Funktionen zur Vorbereitung, Kommunikation und Warnung der Zivilbevölkerung in Notsituationen oder beim Zusammenbruch der Infrastruktur. Es gibt jedoch kaum dokumentierte Erfahrungen oder wissenschaftliche Erhebungen über ihre tatsächliche Verwendung oder ihre Verlässlichkeit und Widerstandsfähigkeit während einer Störung kritischer Infrastruktur.

In fünf Arbeitspaketen untersucht Teilprojekt X3 die Wahrnehmung von Infrastrukturstörungen durch verschiedene Akteure, etwa Behörden, Organisationen und Bürger, und wie technische Transitionen die Verlässlichkeit und Widerstandsfähigkeit von medienübergreifenden Warnungs- und Informationssystemen während spezifischer Infrastrukturstörungen, etwa Strom- und Telekommunikationsausfälle, unterstützen können. Der Ansatz ist als Designfallstudie organisiert, welche erstens Vorstudie zur domänenspezifischen Untersuchung sozialer Praktiken und bestehender Medien, Tools und deren Nutzung, zweitens das Design innovativer IKT-Artefakte auf Basis von Methoden der Mensch-Computer-Interaktion (MCI), sowie drittens die Dokumentation und Evaluation der Einführung, Aneignung und des potenziellen Redesigns umfasst.

Dazu werden Infrastrukturausfälle empirisch unter Anwendung des explorativ-sequenziellen Mixed-Method-Designs untersucht. Qualitative empirische Studien und repräsentative quantitative Studien werden durchgeführt, um Daten zur Wahrnehmung verschiedener Akteure im Hinblick auf Infrastrukturstörungen zu sammeln und auszuwerten. Darüber hinaus werden Workshops mit MAKI-Experten durchgeführt, um Anwendungsfälle abzuleiten und bereits existierende MAKI-Anwendungen mit dem Endanwender aus MCI-Perspektive zu testen. Unter Berücksichtigung der empirischen Ergebnisse ist es das Ziel, technische Parameter abzuleiten, die im Einklang zu den Bedürfnissen der Akteure stehen, um Transitionen proaktiv auszulösen. Abschließend werden gebrauchstaugliche Demonstratoren zur Warnung und Information der Bevölkerung bei Infrastrukturausfällen entwickelt, um die Evaluation von Anwendungen und Diensten im Hinblick auf den Endbenutzer und die Benutzerfreundlichkeit, Verlässlichkeit, und Widerstandsfähigkeit zu ermöglichen.

Teilprojektleitende X3:

  Name Kontakt
R
Dr.-Ing. Christian Reuter
Softwareentwickler @ Deck13 Interactive