分析铁路和公路基础设施的安全性和抵御破坏和攻击的能力
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发布日期:2025 年 8 月 3 日 / 更新日期:2025 年 8 月 3 日 – 作者: Konrad Wolfenstein
铁路悖论:我们最安全的交通工具为何成为破坏目标
交通运输方式的基本安全评估 – 铁路虽有诸多弱点,为何仍然不可或缺
总体而言,铁路和公路的安全性如何?为什么这种区别对于破坏安全辩论很重要?
对正常运行期间的交通方式进行基本的安全评估是进一步分析其遭受故意破坏的脆弱性的起点。从统计数据来看,铁路运输是德国乃至欧洲迄今为止最安全的陆路运输方式。德国铁路联盟的数据显示,在德国,乘坐客车发生致命事故的风险是乘坐火车的 52 倍,在汽车中遭受重伤的风险更是高出 137 倍。2013 年至 2022 年期间,欧洲平均每十亿客公里有 0.07 名铁路乘客,而在德国,这一数字明显较低,为 0.03。这一出色的安全记录得益于高技术标准、系统固有的轨道特性、列车调度员的集中控制以及可在很大程度上消除人为错误的技术系统,例如基于点的列车控制 (PZB) 和基于线路的列车控制 (LZB)。
然而,这种高水平的运行可靠性,指的是预防由技术或人为错误引起的事故,不应等同于抵御蓄意、恶意攻击(例如破坏或恐怖主义)的安全性。防篡改能力描述的是系统的弹性,即抵抗有针对性的破坏行为的能力。北溪管道遭到破坏以及2022年10月针对德国铁路通信网络的定点攻击等事件凸显了这一辩论的紧迫性。这些事件使关键基础设施(KRITIS)的脆弱性成为国家安全的焦点。
因此,本分析考察了铁路和公路基础设施的结构、技术和运营特性,以评估它们各自的脆弱性和抵御破坏的韧性。特别关注的是检验铁路更易于监控和更快修复的假设。本分析揭示了一个悖论:使铁路在正常运行期间极其安全的机制 – 中央控制、复杂的信号技术、统一的通信网络 – 在针对性攻击中却集中显现出脆弱性。破坏者不必攻击物理上坚固的列车,而是首先攻击保障其安全的神经系统。另一方面,公路网络由于其分散的性质和日常生活中个体行为者的自由而更加危险,由于缺乏类似的核心致命弱点,它对局部故障表现出更强的结构抵御能力。
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结构差异及其对安全的影响
铁路和公路网络之间的根本结构差异是什么?这些差异如何影响对攻击的脆弱性?
铁路和公路网络架构的根本差异决定了它们在防篡改安全方面各自的优势和劣势。铁路网络设计为线性、分层集中式系统。列车在轨道上运行,遵循信号箱和控制中心定义的固定路线,并且不能主动偏离路线。这种结构确保了常规运营的高效率和安全性。相比之下,公路网络是一个去中心化、高度网状的网络,通过无数的替代连接,在路线选择方面提供了极大的灵活性和高冗余度。
就运力而言,铁路运输远胜公路运输。在同样3.5米宽的车道上,铁路每小时的载客量是公路的30倍(4万至6万人,而公路仅为1500至2000人)。此外,铁路在长距离运输大量货物方面也更加高效,成本效益更高。
系统的访问方式也截然不同。铁路网络是一个高度封闭的系统。对轨道、信号箱或维护设施等关键资产的访问受到严格的监管和控制。而公路网络则是一个开放的系统,任何人都可以自由访问,因此几乎不可能进行全面的访问控制。下表总结了这些结构特征及其对安全的影响。
铁路与公路基础设施安全性和弹性特性的比较分析
对铁路和公路基础设施的安全性和弹性特征进行比较分析,可以发现明显的差异。铁路基础设施具有线性、层次化和集中式的网络结构,而公路基础设施则具有网状和分散式的特征。铁路基础设施的关键节点包括联锁点、电缆管道、通信中心、桥梁和隧道,而公路基础设施主要由桥梁和隧道组成。铁路基础设施由于其集中且定义明确,因此可监控性较高;而公路基础设施由于其网络广泛且开放,因此只能在有限的范围内进行监控。在冗余和分流能力方面,铁路基础设施由于可用的替代路线数量有限(取决于道岔密度),因此灵活性较低。公路基础设施通过下属网络拥有众多替代路线,因此具有较高的分流能力。铁路基础设施的访问受到严格控制,而公路基础设施则很少如此,因为公路基础设施大多是开放的,可供公众使用。铁路基础设施的维修很复杂,需要专门的材料和人员,而公路基础设施的复杂程度各不相同,从简单的沥青路面维修到复杂的桥梁重建,不一而足。典型的破坏目标也有所不同:在铁路基础设施中,重点是通信和信号电缆以及联锁系统,而在道路基础设施中,桥梁和隧道等关键结构的物理破坏很常见。
近几十年来的投资政策在多大程度上影响了这两个系统的脆弱性?
近几十年来的投资政策加剧了铁路基础设施的结构性弱点,显著增加了其遭受干扰和破坏的脆弱性。1995年至2018年期间,受调查的30个欧洲国家共计花费1.5万亿欧元用于扩建公路网络,而铁路基础设施的投资仅为9300亿欧元。德国在这方面表现出尤其大的差异:同期,公路投资是铁路投资的两倍多(110%)。这一趋势持续至今;1995年至2021年,公路投资达3290亿欧元,而铁路投资仅为1600亿欧元。
长期资金不足对铁路网造成了直接的物理影响。自1995年以来,德国高速公路网增长了18%(超过2000公里),而客运和货运铁路网在1995年至2020年间却缩减了15%,从约45100公里缩减至38400公里。在此期间,没有哪个欧洲国家关闭的铁路线路比德国更多。拆除的铁路不仅包括支线,还包括拆除主干线网络中的道岔、交叉环线和平行线路。
这项政策的直接后果是铁路网的冗余度和弹性大幅下降。如果一条主干线因人为破坏或技术故障而发生故障,通常没有替代路线或替代路线不足。与瑞士或奥地利等国家相比,德国每公里轨道的道岔密度较低,这严重限制了列车改道的运营灵活性。此外,大量的维修积压进一步削弱了铁路网。例如,三分之一的铁路桥梁已有100多年的历史,需要维修。因此,这项投资政策系统性地削弱了铁路系统应对中断的能力,从而直接增加了铁路系统的系统性脆弱性,这与运输方式转变的政治目标明显相悖。
物理脆弱性和破坏行为分析
铁路和公路基础设施对于物理破坏行为有哪些具体的脆弱性?
铁路和公路基础设施的物理脆弱性存在根本差异,反映了它们各自的系统架构。在铁路网络中,最关键的点集中在对安全运营至关重要的集中式组件上。首先也是最重要的是电缆管道,它捆绑了大量的通信和控制电缆,特别是用于数字列车无线电系统 GSM-R 和信号技术的光纤电缆。如果在具有战略意义、通常偏远且无人看守的位置对这些电缆进行有针对性的攻击,可能会导致跨区域的列车交通瘫痪。其他关键的脆弱性包括信号箱,它们是铁路运营的大脑,控制着开关和信号,以及架空线路,架空线路的损坏会导致电力列车运营陷入停顿。桥梁和隧道等关键工程结构也是脆弱的瓶颈。这些系统的复杂性意味着攻击者通常需要专业知识才能以最小的努力造成最大的破坏。
在道路网络中,物理破坏的主要目标是大型且难以更换的结构,例如桥梁和隧道。这些结构的破坏可能造成毁灭性后果,并导致重要的交通干线长时间中断。然而,由于网络结构呈网状,此类攻击通常只会导致区域性中断,因为交通可能会被转移到许多其他道路。道路网络本身,即路面,相对而言能够抵御破坏造成的大面积瘫痪,除非发生大规模破坏或在战略瓶颈处设置封锁。历史上,对铁路的攻击通常旨在彻底破坏轨道或炸毁桥梁。现代的破坏行为更加隐蔽,并且越来越多地以技术控制和通信系统为目标。
2022 年 10 月的事件等过去的破坏行为让我们如何了解袭击者的策略和铁路系统的应对能力?
近期发生的破坏行为让我们清楚地了解了袭击者的策略和铁路基础设施的脆弱性。
2022年10月的案例研究堪称典范。在一次协同行动中,身份不明的犯罪分子故意在两个相距甚远的地点 – 赫尔讷(北莱茵-威斯特法伦州)和柏林-卡罗——切断了列车无线电必不可少的GSM-R网络光纤电缆 – 通过选择这两个地点,主系统和冗余备份系统都被禁用,表明他们对铁路基础设施有着深入的了解。结果,由于列车和控制中心之间的通信中断,德国北部大部分地区的长途和区域交通完全瘫痪了大约三个小时。尽管后来的调查认为铜线盗窃案是巧合,但这起事件暴露了中央通信系统极其脆弱的本质。
另一个案例是杜塞尔多夫和杜伊斯堡之间电缆管道遭人纵火袭击。肇事者在电缆隧道内放置了点火装置,导致德国最重要的南北交通枢纽之一瘫痪。由于在维修过程中发现了更多受损电缆,维修工作被推迟。该事件导致大量列车取消,长途和本地交通也出现延误,一个左翼极端组织声称对此负责。
这些事件引发了关于德国关键基础设施保护不足的激烈辩论。它们明确表明,先前的安全理念并非为应对此类有针对性的智能攻击而设计。为此,联邦政府和德国铁路公司制定了一套包含63点的措施,以加强对铁路设施的保护。这些事件表明,有必要重新评估系统的弹性,并实施全面的安全架构。
铁路上关键设施的访问控制与本质上开放的道路网络有何不同?
铁路和公路系统的门禁控制理念截然不同。铁路系统设计为封闭系统,关键区域受到严格的出入限制。严禁进入轨道区域,只有经过事先培训并执行特定任务的授权人员才能进入。此外,还制定了详细的安全规定,例如穿着高能见度服装和遵守警告信号,这些规定主要用于保障职业安全。此外,进入信号箱等高度敏感区域也受到严格管控。DB Sicherheit GmbH 负责车站、轨道系统和车库的物理保护,并为此雇佣安保人员。电子资质卡 (ElBa) 是一种现代化的门禁控制工具,这是一款移动应用程序,可以数字化验证施工现场人员的资质,从而提高安全性并减少欺诈行为。
尽管有这些全面的监管措施,但“控制幻觉”依然存在。过去的破坏行为表明,这些规程实际上可以被规避,因为它们的设计目的更多是为了控制常规运营和保护员工,而非抵御顽固的外部攻击者。由于网络规模庞大,超过3.8万公里,实现无缝的物理安全保障成为不可能。2022年10月的袭击发生在线路偏远、无人看守的路段,在这些路段,厚厚的电缆管道混凝土覆盖层并非不可逾越的障碍。
另一方面,道路网络被设计为公共空间,因此原则上任何人都可以自由出入。诸如护柱或栅栏之类的物理门禁系统仅偶尔用于保护特定区域,例如步行区或交通静默区。道路网络的全面出入控制既不可能,也并非旨在实现。
两种交通方式均受关键基础设施(KRITIS)法规的约束,该法规要求运营商实施最低安全标准。然而,这些法规主要针对设施运营商及其IT安全,并不能凌驾于公路网络的根本开放性或铁路网络的地理覆盖范围之上。
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现代传感器技术与人机概念在道路安全方面的比较
监测与预防:技术和人员比较
使用哪些监控技术来确保铁路和公路安全?这些技术的效果如何?
铁路和公路的监控策略根据各自的系统需求量身定制,且技术多样。在铁路运输中,监控是多层次的,既用于运营安全,也用于风险预防。运营控制系统包括信号、轨道磁体(PZB)和线路列车控制系统(LZB)等传统系统,这些系统可以监控列车并在紧急情况下自动制动。分布式光纤传感器(DFOS)等创新技术正越来越多地安装在轨道沿线和桥梁上,以实时监测应变、振动或裂缝。为了预防犯罪和调查事故,德国正在大力投资车站和列车上的视频监控(CCTV);到2024年底,德国所有主要车站都将配备现代化的视频技术。此外,无人机(其中一些配备热成像摄像机)正被用于检查难以接近的轨道路段。未来的列车还将配备由摄像头、激光雷达和雷达组成的综合传感器系统,用于环境感知,这是实现自动驾驶的先决条件。
道路交通监控主要侧重于优化交通流量和执行交通法规。交通控制系统 (TCS) 使用感应线圈、红外传感器或摄像机等传感器收集交通数据,并根据这些数据动态地实施限速、警告或绕行建议。智能图像处理系统用于自动车牌识别,以便进行收费和测速执法。然而,目前尚未对广泛的道路网络进行系统性监控,以发现破坏行为。
这些技术的有效性必须以差异化的方式评估。火车站和列车上的视频监控可以显著促进犯罪调查,并提升乘客的主观安全感。然而,由于犯罪者可以避开这些监控区域,其对远程地点的蓄意破坏行为的预防作用有限。像DFOS这样的基础设施传感器可以提前发现并报告破坏行为,但无法阻止实际的破坏行为。
从火车司机到安全 – 的工作 – 在确保安全方面发挥什么作用?铁路和公路之间的规程有何不同?
在这两个系统中,人员都扮演着至关重要但又截然不同的角色。在铁路运输中,安全的特点是一套共担但明确界定的责任体系。列车司机要接受严格的心理和体能测试以及全面的培训,其中包括定期在模拟器上进行事故和紧急情况处理训练。在旅途中,他们要与控制中心保持持续联系,并受到安全控制系统(Sifa)等技术系统的监控,这些系统必须每30秒运行一次。由列车乘务员和德国铁路安全部门安保团队组成的列车乘务组接受了乘客安全、执行内部规则和缓和冲突方面的培训。车站和列车上安保人员的人数不断增加,这是提高客观和主观安全性的重要措施。
然而,在道路交通中,责任几乎完全在于个人驾驶员。虽然专业的卡车和公共汽车司机必须遵守驾驶和休息时间等法律规定,并定期进行车辆检查,但没有中央机构实时监控和控制每次个人行程。现代车辆配备了各种驾驶辅助系统,例如紧急制动辅助系统、车道偏离警告系统和自适应巡航控制,这些系统大大提高了安全性,但最终的控制权和责任仍在驾驶员身上。公共汽车司机还需遵守额外的协议以确保乘客安全,例如安全带要求和公共汽车上的行为规则。根本区别在于系统架构:铁路依赖于具有中央监控的冗余人机系统,而公路系统依赖于由车辆技术支持的分散的个人责任。
在两种运输方式日益数字化的控制和引导系统中,如何解决网络安全问题?
数字化进程的推进给这两种交通方式带来了巨大的网络安全挑战。虽然欧洲列车控制系统 (ETCS) 和数字联锁系统 (DSTW) 等技术在铁路领域的引入提升了效率和运力,但也带来了新的攻击途径。迄今为止,关键的控制和信号系统 (CTS) 受到的保护相对较好,因为它们基于专有、隔离(“物理隔离”)且通常较为过时的技术,外部攻击者难以访问。因此,此前针对铁路行业的网络攻击主要针对不太重要的“便捷功能”,例如网站、乘客信息或支付系统。随着向标准化 IP 网络(例如 FRMCS/5G)的过渡,以提高互操作性和性能,这种区别正变得模糊。这些标准技术记录详尽,且容易受到已知黑客工具的攻击,从而降低了攻击者的进入门槛。为此,西门子交通等公司正在开发针对轨道车辆全生命周期的整体网络安全解决方案,而HASELNUSS等研究项目则致力于开发专门针对铁路的硬件安全平台。尽管如此,专家们仍然认为铁路行业的整体网络安全成熟度不足。
在道路交通中,智能交通系统 (ITS),尤其是交通控制系统 (TCS),是网络攻击的潜在目标。这些系统一旦被攻破,可能导致车速显示被操纵、误报或人为造成交通拥堵。德国国家网络安全战略以及NIS 2指令和ITS指令等欧洲指令构建了一个法律框架,要求关键交通基础设施运营商实施更高的安全标准。然而,现有TCS中使用的一些技术法规和算法被认为已经过时,不再是最先进的,这带来了额外的风险。因此,这两个系统都面临着一个困境:未来所需的现代化和数字化必然会带来新的、复杂的安全风险,必须积极应对。
枢纽安全和防御 – 建议和信息
安全与国防枢纽提供了良好的建议和当前信息,以有效地支持公司和组织在欧洲安全和国防政策中的作用。在与中小企业连接工作组的密切相关的情况下,他特别促进了中小型公司(SME),特别是希望进一步扩大其在国防领域的创新力量和竞争力。作为中心接触点,枢纽在中小型企业和欧洲国防战略之间建立了决定性的桥梁。
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袭击后快速修复:铁路基础设施的优势
事件发生后的恢复力和恢复
专家如何评价铁路在遭受袭击后比公路修复更快的理论?
铁路基础设施通常可以更快地修复这一论点必须以区别于其他观点来看待,因为修复时间主要取决于损坏的类型和程度。
当铁路运营基础设施发生损坏时,例如经常遭受破坏的电缆束,修复是一个高度专业化的过程。技术人员必须彻底更换受损的电缆(这些电缆可能长达数十米),然后进行复杂的测试和测量,才能确保线路安全恢复运营。正如杜塞尔多夫和德国北部地区发生的事故所表明的那样,这项工作可能需要几个小时甚至几天的时间。德国铁路公司与专门处理此类事故的DB Bahnbau集团合作,提供全天候紧急服务,并能够在全国范围内快速响应。与大型公路建设项目相比,轨道、道岔或信号灯的修复通常可以更快地完成,因为这些工程的组件是标准化的,并且流程已经建立。
道路基础设施的情况则截然不同,尤其是在大型工程结构受损的情况下。简单的坑洼或受损路面可以相对快速地修复,但修复或重建受损或被毁的桥梁是一项极其复杂、昂贵且耗时的工作,可能需要数月甚至数年。这需要复杂的结构计算、漫长的混凝土养护过程,以及将施工措施与交通流巧妙地融合在一起。虽然根据 DIN 1076 标准进行定期结构检查有助于及早发现损坏,但这些检查无法缩短突发破坏事件后的修复时间。
总而言之,当“运行中”的基础设施(电缆、轨道、信号)受损时,铁路往往能更快地得到修复。而当桥梁或隧道等关键“工程结构”遭受灾难性破坏时,铁路和铁路系统都会受到严重影响,并且会持续很长时间。
当铁路和公路网络发生中断时,改道和维持运营的概念有何不同?
通过改道弥补中断的能力是铁路和公路网络之间最根本的区别之一,也是它们各自弹性的一个关键方面。
由于铁路网的特性,其提供的改道方案非常有限。这些方案直接取决于网络密度以及道岔和平行线路的可用性。由于数十年的拆除,德国铁路网的冗余度较低,尤其是与瑞士或奥地利相比。当一条主干线关闭时,列车通常需要长距离改道,导致替代路线出现严重延误和运力瓶颈,或者列车提前到达某个车站,而该车站将组织铁路替代巴士服务。高网络利用率加剧了这一问题,因为几乎没有可用于改道服务的空闲运力。德国铁路通过 DB Navigator 应用程序或其网站等数字渠道向乘客提供信息,由于情况瞬息万变,信息通常会在短时间内更新。
相比之下,公路网具有高度的天然冗余。其网状结构意味着,当一条主干道(例如高速公路)关闭时,通常还有多条经由联邦、州和地区道路的替代路线可供选择。现代交通管理中心积极利用这种灵活性。借助交通控制系统,特别是集成交通拥堵信息的动态路标(dWiSta),交通可以有针对性地、广泛地转向拥堵程度较低的替代路线,从而避免或最大程度地减少拥堵。这种主动网络控制的概念使公路系统本身就更能抵御局部故障。相比之下,铁路基础设施虽然针对效率进行了优化,但结构却较为薄弱,是一个脆弱的系统,局部中断可能迅速导致连锁反应,并影响整个网络。
德国正在采取哪些总体战略来增强其关键交通基础设施的弹性?
鉴于已发现的脆弱性,德国已开始实施总体战略,以增强其关键基础设施的韧性。2022年7月,德国联邦政府通过了《德国加强灾害韧性战略》。该战略采取了全面的应对措施,涵盖从自然灾害到恐怖主义和破坏活动的各类灾害,并将韧性定义为一项政府和社会共同的任务,需要联邦政府、各州、市政当局、私营部门和民间社会的密切合作。
实施该战略的关键立法工具是《关键基础设施安全与恢复法》(KRITIS)。该法首次为关键基础设施运营商的物理保护和恢复能力制定了统一的国家最低标准,并要求运营商采取适当措施并向联邦主管部门报告安全事件。
为了加强协调,政府层面成立了“联合关键基础设施协调小组”(GEKKIS)。该机构旨在编制跨部门情况报告,识别挑战,并在发生突发事件时充当危机小组。
破坏行为发生后,针对交通运输行业采取了具体的措施。联邦政府和德国铁路公司联合制定了一套方案,旨在加强铁路设施的保护。这些措施包括在关键节点增加视频和传感器技术的使用,增加联邦警察和德国铁路安全部门的安保人员,并对特别关键的电缆连接进行有针对性的冗余扩展,以减少单个故障点。同时,通过实施欧洲NIS 2指令,网络安全得到加强,该指令要求更多公司遵守更高的IT安全标准。
轨道交通综合优势及其他
除了防止破坏之外,铁路运输还具有哪些与社会评估相关的其他优势?
除了关于防篡改安全性的争论之外,铁路运输还具有许多对于社会评估运输方式至关重要的基本优势。首先也是最重要的就是环境和气候保护。铁路运输比公路运输更加环保。通过铁路而非公路运输运输的每吨货物,二氧化碳排放量可减少80%至100%。鉴于运输业是欧盟自1995年以来唯一未能实现减排的行业,将运输转向铁路运输是保护气候的关键杠杆。
另一个关键优势是卓越的土地利用效率。相同宽度的单条铁路线可运输的客运量或货物量是单条公路线的数倍。具体而言,在一条3.5米宽的线路上,铁路每小时的客运量可比汽车高出30倍,从而大幅减少人口密集地区的土地使用量。
从经济角度来看,采取差异化策略也至关重要。虽然卡车运输通常被认为在短途运输中更加灵活且更具成本效益,但公路运输会因事故、交通拥堵、噪音和环境污染等问题造成巨大的外部成本。这些成本并非完全由污染者承担,而是由公众承担。而铁路运输在这方面的总体平衡性则明显更为积极。
最后,上述正常运行期间的安全性是一项无价的优势。与汽车相比,它在事故中死亡或重伤的概率明显较低,每年都能挽救生命,避免人员伤亡和医疗系统后续的高昂成本。
战时国防后勤:防御者的战略优势
快速先锋的重要性
在战争中,快速推进部队具有至关重要的战略意义。这些先遣部队必须在48至72小时内做好部署到东翼的准备,以建立初步防线。北约已在其“增强前沿存在”(EFP)计划中实施了这一理念,该计划要求多国作战部队永久驻扎在东翼。
立陶宛第45装甲旅正是这种先锋部队的典范:德军凭借豹2A8主战坦克和美洲豹S1步兵战车等先进装备,确保向东翼第一时间提供防御装备。这种快速反应能力得到了预先部署的装备和弹药的支持,为建立防线赢得了关键时间。
快速构筑防线
防御的成功很大程度上取决于快速构建坚固的防线。波罗的海国家已经开始在与加里宁格勒和白俄罗斯的边境沿线设置移动式坦克屏障和防御工事。这些措施遵循“纵深防御”原则 – 一种多层防御战略,设置各种障碍和防御层。
时间至关重要:防守方可以准备并增援阵地,而进攻方则必须在时间压力下且不了解当地情况的情况下行动。防守方可以利用这段时间:
- 建造障碍物
- 战斗阵地准备
- 建立弹药和补给站
- 建立安全通信线路
建立和扩大安全供应
初始防御阶段结束后,重点将转向建立可持续且安全的供应系统。拥有18,000名成员的德国联邦国防军后勤司令部专为此任务而设立。国防后勤拥有以下几个关键优势:
已建立的基础设施
防御方可以依赖现有的运输路线、仓库、站场和通讯网络。德国作为北约后勤枢纽,拥有80个物流点的密集网络。
受保护的供应线
在本国领土内,后勤运作处于相对安全的环境中,并受到本国前线防御部队的保护。这使得:
- 持续的物资供应,没有持续的威胁
- 使用民用运输能力和基础设施
- 通过已知替代路线实现冗余供应路线
分散式物流网络
现代军事后勤依靠的是分散的小型补给点,而非大型且易受攻击的仓库。这种由众多节点组成的“后勤网络”显著提高了后勤韧性。
攻击者的挑战
相比之下,攻击者面临着巨大的后勤挑战:
缺乏基础设施
进攻方必须在敌方领土内行动,那里既没有安全的运输路线,也没有受保护的仓储设施。每座桥梁、每条道路都可能被埋设地雷或被摧毁。
脆弱的补给线
进攻方的补给线不断遭受攻击 – 来自炮火、无人机、特种部队或游击队的攻击。乌克兰的经验表明,长长的补给线是多么脆弱。
时间压力和资源消耗
进攻方面临巨大的时间压力,因为每一天没有进展,他们的资源就会被耗尽,防守方也有足够的时间进行增援。经验法则是,进攻方需要三倍优势才能成功。
国土防御的战略优势
军事理论,尤其是克劳塞维茨的理论,强调了防御者的固有优势:
- 熟悉地形:了解当地情况,选择最佳位置,行动自由
- 准备位置:修建防御工事和障碍物的时间
- 内线:增援和补给的较短路线
- 支持民众:获取当地资源和信息
现代国防后勤通过以下方式增强了这些传统优势:
- 数字网络和实时信息
- 预测性维护和人工智能支持的需求预测
- 民事和军事物流能力整合
在破坏和袭击的背景下,铁路和公路的安全性比较得出什么结论?
国防后勤相对于进攻后勤而言,拥有决定性的系统性优势。防御方在安全、已知且基础设施完善的环境中作战,而进攻方则必须在敌方压力下且缺乏当地支援的情况下克服所有后勤挑战。现代北约战略以其“增强前沿存在”和快速反应为重点,最大限度地利用了这些优势。作为北约后勤枢纽的德国,展现了周密的国防后勤如何增强威慑力,并在紧急情况下发挥决定性作用。
对铁路和公路安全防范破坏的最终评估揭示了一幅复杂而矛盾的景象,没有明显的优胜者。两种系统都展现出各自的结构性优势和弱点。
铁路受益于其集中控制的特性,这使得有针对性的、技术先进的监控成为可能。其在正常运行期间的卓越安全性毋庸置疑,就像上文所述的防御场景一样。然而,集中化也会产生关键节点和“单点故障”,尤其是在通信和控制网络中。这使得系统容易受到有针对性的破坏行为的攻击,这些破坏行为只需相对较小的努力就能在整个网络中造成广泛的连锁故障。数十年来的政治和财政疏忽加剧了这种系统性脆弱性,减少了冗余,并造成了大量的维修积压。不过,这个问题可以相对较快地得到解决。
公路的去中心化、网状化和开放的网络结构使其天生就更能抵御局部中断。即使是像桥梁这样的关键结构遭受一次攻击,也很少会导致全国性的交通瘫痪,因为交通可以分流到多条替代路线。与此同时,这种开放性也使得全面监控变得不可能,并且在日常运营中,由于众多个体行为者容易犯错,事故和人员伤亡的数量会大幅增加。
通过在周边地区采取适当的现代化措施,可以提高铁路的修复速度。这适用于电缆或轨道等现有基础设施的损坏,这些基础设施的标准化流程可以相对快速地进行修复。然而,桥梁或隧道等大型建筑物的损毁(在没有防线或防线薄弱的情况下发生的大规模敌方攻击)会严重扰乱这两种运输方式很长一段时间,也会对公路造成同样程度的影响。
因此,保护铁路免遭破坏至关重要,取决于未来的战略投资。这些投资必须超越单纯安装摄像头和传感器,更重要的是,要着力增强网络的韧性。这意味着要通过多轨线路、新增交换机、替代电缆布线等方式,有针对性地扩大冗余,并对关键基础设施组件进行物理和数字强化。近期的安全政策辩论以及联邦政府和铁路部门采取的措施,都表明人们开始反思。然而,将现有以效率为导向但脆弱的系统转变为真正具有韧性的网络,仍然是一项艰巨、昂贵且长期的任务。
建议 – 计划 – 实施