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KIRAS Sicherheitsforschung

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Kooperative Projekte > 2010

GeoWSN - Frühwarnsystem zur Beurteilung der Gefährdung kritischer Infrastruktur durch Hangrutschungen

Frühwarnsystem zur Beurteilung der Gefährdung kritischer Infrastruktur durch Hangrutschungen mittels eines energie-autarken Wireless Sensor Netzwerks.

Durch die stattfindende Klimaveränderung kommt es zu einem vermehrten Auftreten von Massenbewegungen verschiedenster Ausmaße im inneralpinen Raum und somit auch immer wieder zu akuten Gefährdungen von kritischer Infrastruktur wie Straßen, Schienen oder Stromleitungen. Auf Grund seiner geographischen Lage ist Österreich hiervon besonders betroffen, wie Beispiele aus der jüngsten Vergangenheit deutlich belegen (vgl. Anhang „Letter of Interests“ von Betroffenen und potentiellen Bedarfsträgern).

Um die Bevölkerung und die Infrastruktur besser schützen zu können, sind präzisere Frühwarnsysteme erforderlich. Kern eines solchen Systems müssen zum einen exaktere Modelle der geologischen Vorgänge, und zum anderen ein dauerhaftes Monitoring gefährdeter Hänge sein.

Im Rahmen dieses Projekts sollen Fragen aus 2 verschiedenen Bereichen geklärt werden:

  1. Technischer Bereich: Wo sind die Grenzen und Möglichkeiten eines Wireless-Sensor-Networks (WSN) mit GPS-Trägerphasenauswertung zur Bewerkstelligung dieser Aufgaben (Flächendeckendes Frühwarnsystem als Dienst).
  2. Psychologischer Bereich: Wie muss die Informationsweitergabe an die Bevölkerung erfolgen, welche Warnstufen sind zu definieren und wie muss die Bevölkerung für den Ernstfall trainiert werden, damit die Bevölkerung eine Akutsituation richtig einschätzt und richtig reagiert.

Erweist sich der technische Ansatz als geeignet, kann weiterführend ein Monitoringsystem entwickelt werden, das eine dauerhafte Überwachung von bekannten und eine Erforschung von vermuteten Massenbewegungen ermöglicht. Mittelfristig kann so ein System zur Datengewinnung für die präzisere Modellierung geologischer Vorgänge und langfristig zur Permanent- und Akutüberwachung kritischer Hänge verwendet werden.

Auskünfte potentieller Bedarfsträger und Betroffener (vgl. „Letter of Interest“ im Anhang) untermauern deutlich, dass ein System, wie dieses einen echten und nachhaltigen Mehrwert im Bereich des Katastrophenschutzes für Österreich im Allgemeinen und kritische Infrastruktur im Speziellen darstellt.

Die Ausgangslage dieses Projekts stellt ein Vorhaben des Instituts für Ingenieurgeodäsie und Messsysteme (IGMS) der TU-Graz in Gradenbach dar. Hierbei wurde grundsätzlich die Tauglichkeit von Low-Cost L1-GPS Empfängern zur Überwachung von Massenbewegungen bewiesen. Der praktische Einsatz dieses Prinzips wird aber durch ausgesprochen hohe Kosten (rund € 20.000/Station) deutlich eingeschränkt. Vermutlich lassen sich diese Kosten – bei Ausführung als WSN – auf einen Bruchteil reduzieren.

In diesem Projekt soll geklärt werden, ob sich Wireless-Sensor-Knoten in Kombination mit Low-Cost L1-GPS Empfängern für ein Monitoringsystem eignen.

Untersucht werden soll, ob mittels Precise Point Positioning (PPP) Lösungen in den Knoten mit ausreichender Genauigkeit berechnet werden können, oder ob die relative Positionsbestimmung anzuwenden ist, und wenn, wie oft wird es möglich sein, eine relative Positionslösung zu erhalten.

Projektleitung
Dr. Manfred Wieser, Institut für Navigation, Technische Universität Graz

Projektpartner
Institut für Navigation, Technische Universität Graz
Institut für Technische Informatik, Technische Universität Graz
Teleconsult Austria
Geolith Consult
Abteilung 20 der Steirischen Landesregierung – Katastrophenschutz und Landesverteidigung

Kontakt
Dipl.-Ing. Katrin Landfahrer
Institut für Navigation, Technische Universität Graz
Steyrergasse 30/II, 8010 Graz
Email: katrin.landfahrer@tugraz.at
Tel: 0316 – 873 – 6834