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IoT

Smarter Katastrophenschutz mit IoT

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Erstellt: 13.09.2018

Smarter Katastrophenschutz mit IoT

Wenn in Spanien ein Waldbrand droht oder sich in Deutschland nach einem Unfall gefährliche Stoffe ausbreiten, schlagen Sensoren oder Warn-Apps selbstständig Alarm.


Ob digital vernetzte Bäume, ob Schutzhelme, die über Sensoren Luftqualität, Giftstoffe und Bewegung messen oder Schutzanzüge, die laufend Informationen zu Temperatur, Herzschlag und Atemfrequenz übermitteln: Das Internet der Dinge (IoT) revolutioniert nicht nur die Produktion in der Fabrik der Zukunft. Mit Hilfe der digitalen Vernetzung lassen sich im Katastrophenschutz Leben retten. IoT hilft, lebensbedrohliche Gefahren frühzeitig zu erkennen, davor zu warnen und Menschen aus gefährlichen Situationen zu evakuieren, im Ernstfall die Kommunikation aufrecht zu erhalten oder Einsatzkräfte in Katastrophengebieten wirksam zu unterstützen.

Sensoren messen Schockwellen

Bei der Erdbebenfrühwarnung kommen Beschleunigungssensoren für Bodenbewegungen zum Einsatz – sogenannte Accelerometer. Dabei nutzen Wissenschaftler die unterschiedlichen Schockwellen, die sich bei einem Erdbeben ausbreiten, um frühestmöglich vor solchen Beben zu warnen. „Wir erhalten zunächst ein kleines, schnelles Signal, das keinen grossen Schaden anrichtet. Die schadensträchtigen Wellen kommen dann hinterher“, sagt Geophysiker Friedemann Wenzel vom Karlsruher Institut für Technologie. Auch wenn die Zeitspanne zur Vorwarnung meist kurz ist – zwischen Sekunden und etwas mehr als einer Minute – reicht sie, um Schutzmassnahmen einzuleiten: Schnellzüge und Fahrstühle lassen sich stoppen. Industriebetriebe können Roboterarme in eine sichere Position fahren.

Warnung via App

Um vor drohenden Erdbeben rechtzeitig zu warnen, lassen sich nicht nur die Daten seismischer Messstationen nutzen. Zahlreiche Bauwerke wie Brücken oder Hochhäuser verfügen über integrierte Sensoren, um permanent ihren Zustand zu überwachen. Diese Daten könnten Frühwarnsysteme ebenfalls verbessern. Die kostenlose App MyShake nutzt die Beschleunigungssensoren im Smartphone, um Erschütterungen mit jenen zu vergleichen, die während eines Erdbebens auftreten. Registrieren genügend Handys innerhalb einer Region die charakteristischen Signale, lässt sich ein Alarm auslösen. Forscher haben dazu einen Algorithmus entwickelt, der Vibrationen herausfiltert, die bei einem Erdbeben entstehen und nicht etwa beim Gehen, Tanzen oder wenn das Smartphone auf den Boden fällt. Anschliessend sendet die App die Daten aus den Sensoren zusammen mit dem über GPS ermittelten Standort an einen zentralen Server. Aktuell kann MyShake ein Erdbeben ab der Stärke fünf auf der Richterskala in zehn Kilometern Entfernung erkennen.

Auch das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) nutzt das Smartphone als Übermittler: Die kostenlose Warn-App NINA für iOS und Android informiert den Smartphonebesitzer per Push-Nachricht bei Stürmen, Hochwasser, Grossbränden oder der Ausbreitung von Gefahrstoffen – auch für den aktuellen Standort. NINA sammelt dafür Daten des BBK, des Deutschen Wetterdienstes und der Landeshochwasserzentralen. Angesichts der sich häufenden Extremwetterlagen verschickt die Warn-App aktuell bis zu 2 Mrd. Push-Nachrichten im Monat.

Sensorennetz für Kernkraftwerke

Bei der Überwachung von Atomkraftwerken leistet das Internet der Dinge schon seit Jahren wertvolle Hilfe. Beispielsweise in Baden-Württemberg: Das dortige Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft hat zur atomrechtlichen Aufsicht der Kernkraftwerke Neckarwestheim, Philippsburg und Obrigheim ein komplexes Mess- und Informationssystem installiert. Die Kernreaktor-Fernüberwachung (KFÜ) erfasst über ein dediziertes Sensornetzwerk täglich mehr als 1.000.000.000 Messwerte. Das von T-Systems entwickelte System überwacht vollautomatisch und autonom rund um die Uhr den aktuellen Betriebszustand der Anlagen einschliesslich der Emissionen in Luft und Abwasser sowie eventueller radioaktiver Immissionen in die Umgebung. Werden definierte Grenzwerte überschritten, alarmiert die KFÜ automatisch die Rufbereitschaft und alle zuständigen Stellen.

Wenn der Wald die Feuerwehr ruft

In Spanien erfassen Sensoren an Bäumen Parameter, die sich bei Waldbränden verändern (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, CO2 und CO). Im Falle kritischer Werte verständigt der Wald die Feuerwehr. Mithilfe der Sensoren erhalten die Einsatzkräfte konkrete GPS-Koordinaten, um den Brand lokalisieren zu können. In Rio de Janeiro erfassen Kontrollstationen Daten zur Wasserversorgung, dem Stromnetz, Wetter und Verkehr und senden sie direkt in ein Operations Center weiter. Im Ernstfall – der kann von Verkehrsbehinderungen bis hin zu schweren Unwettern reichen – informiert das Center via Twitter seine über 50.000 Follower und sendet zusätzlich Benachrichtigungen via SMS oder Email.

Feuerwehrpläne und Vitalfunktionen

Je früher Informationen verfügbar sind, desto wirksamer der Schutz: das gilt auch für das Wissen der Einsatzkräfte. Helfer schon ab der Alarmierung bis zum Eintreffen am Einsatzort mit aktuellen Informationen über die Situation vor Ort zu versorgen, wird im Katastrophenschutz immer wichtiger. Fachleute sind sich einig, dass ohne vernetzte Daten der moderne Brand- und Katastrophenschutz in Zukunft nicht mehr effizient arbeiten kann. Physische und virtuelle Realität werden so miteinander kombiniert, dass Lebensretter im Stande sind, am Einsatzort präziser und schneller zu agieren. Über eine AR-Brille können sich Helfer in der realen Umgebung Baupläne, Unfalldatenblätter oder Details der Feuerwehrpläne anzeigen lassen. Messgeräte in Schutzanzügen ermitteln laufend Gesundheitsparameter wie Temperatur, Herzschlag und Atmung. Die Daten werden verschlüsselt und in Echtzeit an ein Einsatzzentrum übertragen, das so Vitalfunktionen der Retter überwacht.

Das fliegende Auge

Wie teilautonom gesteuerte Fahrzeuge im Katastrophenschutz helfen können, testet derzeit das Rote Kreuz in Österreich. Dank moderner Drohnentechnologie kann dort ein Land Rover Discovery zum Lebensretter werden. Die Drohne ist sogar in der Lage, während der Fahrt auf dem Geländewagen zu starten und zu landen. Befindet sich die Kameradrohne in der Luft, lassen sich die Kamerabilder live zu den Nothilfeteams übertragen. Retter können so schneller und effektiver auf Erdrutsche, Überflutungen, Erdbeben oder Lawinen reagieren. Und haben mehr Zeit und präzisere Informationen, Leben zu retten.

 

Lesen Sie mehr über IoT Themen in unserer Online Serie "Internet of Things".

Kontakt
Richard Brändli
Solution Sales IoT / Big Data, T-Systems Schweiz
Serie: Internet of Things  Das Internet der Dinge steht für vernetzte Wertschöpfungsketten und eine  sichere Kommunikation von Maschine zu Maschine. Der Mensch ist Teil dieses  Netzwerks. Mehr erfahren
Richard Brändli

Kontakt: Richard Brändli

Solution Sales IoT / Big Data, T-Systems Schweiz