Systeme zur Erdbebenfrüherkennung sind nicht nur aufwendig zu realisieren, sondern üblicherweise auch sehr teuer, weswegen weltweit nur wenige Regionen über derartige Systeme verfügen. Durch das Projekt OpenEEW lassen sich Informationen zu Sensoren, aufgezeichnete Daten und Algorithmen teilen, um so die Realisierung derartiger Systeme zu erleichtern.
Der aktuelle Informationsstand geht dabei im Wesentlichen auf die Erfahrungen des Start-ups Grillo zurück, welches bereits in Chile und Mexiko entsprechende Systeme realisiert hat. Dabei kommen anders als bei klassischen Systemen kostengünstige Beschleunigungssensoren zum Einsatz, die über das Internet vernetzt werden. Im Vergleich zu dem System SASMEX konnte nach Informationen von Grillo eine höhere Detektionssicherheit erzielt werden, wobei nur 1 % der Kosten anfielen.
Der Hauptvorteil liegt in der hohen Anzahl an Sensorknoten, die eine bessere Abdeckung eines Gebiets ermöglichen, wobei die Auswertung in der Cloud vorgenommen wird, sodass lokal keine hohe Rechenleistung benötigt wird. Durch diesen Ansatz und den geringen Knotenkosten eignet sich das Projekt gut für den gemeinschaftlichen Betrieb. Dabei versprechen sich die Projektgründer auch Expertise durch die Open-Source-Zusammenarbeit.
Das Projekt wurde von Grillo, IBM und der Linux Foundation als Teil der Code and Response Initiative veröffentlicht. Sowohl Software als auch Hardware sind quelloffen und können in den entsprechenden Repositories abgerufen werden. Zudem ist geplant die Sensoren ebenfalls fertig aufgebaut zu verkaufen.
Finde ich interessant, aber ich habe da so Bedenken ob das funktioniert
wenn das Leute einfach in ihrer Wohnung oder so hinlegen. Da wackelt mal
die Waschmaschine, dann fährt mal ein beladener LKW vorbei, dann gibt es
einen Donner mit etwas wackelnden Wänden, ...
Hat man da einen Algorithmus mit dem man nur echte Erdbeben rausfiltert?
Oder funktioniert das wenn viele der Sensoren verwendet werden weil man
dann nur Ereignisse als Erdbeben zählt die von mehreren Sensoren
zeitgleich gemessen werden?
Troll T. schrieb:> Was ist da als CPU drauf? Ein ESP32?
Genau, ist ein ESP32.
Gustl B. schrieb:> Hat man da einen Algorithmus mit dem man nur echte Erdbeben rausfiltert?
Durch die hohe Anzahl an Knoten konnten sie bisher tatsächlich besser
echte Ereignisse herausfiltern und hatten laut eigenen Aussagen keine
False-Positives. Die Knoten bieten eine gewisse Redundanz, wodurch sich
unschlüssige Daten leichter erkennen lassen.
Gustl B. schrieb:> Oder funktioniert das wenn viele der Sensoren verwendet werden weil man> dann nur Ereignisse als Erdbeben zählt die von mehreren Sensoren> zeitgleich gemessen werden?
Lesen bildet:
Zitat aus dem Text des TO
Dabei kommen anders als bei klassischen Systemen kostengünstige
Beschleunigungssensoren zum Einsatz, die über das Internet vernetzt
werden. Im Vergleich zu dem System SASMEX konnte nach Informationen von
Grillo eine höhere Detektionssicherheit erzielt werden, wobei nur 1 %
der Kosten anfielen.
Der Hauptvorteil liegt in der hohen Anzahl an Sensorknoten, die eine
bessere Abdeckung eines Gebiets ermöglichen, wobei die Auswertung in der
Cloud vorgenommen wird, sodass lokal keine hohe Rechenleistung benötigt
wird.
Ja das steht da. Aber da steht nicht drinnen ob auch die Daten jeweils
mehrerer Sensoren verheiratet werden oder nicht sondern nur, dass die
vernetzt sind und in der Cloud gerechnet wird.
Gustl B. schrieb:> Oder funktioniert das wenn viele der Sensoren verwendet werden weil man> dann nur Ereignisse als Erdbeben zählt die von mehreren Sensoren> zeitgleich gemessen werden?
Um so mehr Messungen man an verschiedenen Orten macht, umso ungenauer
können sie jeweils sein.
Christoph B. schrieb:> Dabei kommen anders als bei klassischen Systemen kostengünstige> Beschleunigungssensoren zum Einsatz, die über das Internet vernetzt> werden. Im Vergleich zu dem System SASMEX konnte nach Informationen von> Grillo eine höhere Detektionssicherheit erzielt werden, wobei nur 1 %> der Kosten anfielen.
Die Kosteneinsparung finde ich schon sehr beachtlich...
Werden die anderen Systeme von staatlicher Seite oder trägen Konzernen
betrieben, denen meiner Meinung nach oft der Mut/Möglichkeit zum
"radikal anders denken" fehlt?
Oder melkt eine Firma mit den teuren vorhandenen Systemen die
betroffenen Staaten?
Auf die Idee "dezentral/einfach/billig" wird doch nicht erst ein
Start-Up gekommen sein, oder ist das Themengebiet so unerforscht/neu?
Vielleicht kann ja einer fundierte Antworten geben - ansonsen: just my 2
Cents...
Naja, so einfach ist es nicht. Open Source ist da oft nur initial
billiger. Haben die denn eine Vollkostenrechnung für ihre Entwicklung
gemacht? Oder wurde die Arbeitszeit gespendet?
Was man bei sowas als Elektronikfreak oft vergisst: die nackte Platine
ist meist nur ein winziger Teil eines solchen Projekts. Wenn man das
wirklich zuverlässig als Frühwarnsystem betreiben will, braucht man viel
mehr:
- Robustheit
- Support
- 24/7 Leitstelle
- Funktionierende Meldewege
- Gute Platzierung aller Sensoren, sonst degradiert die Signalqualität
schnell, wenn es nicht mehr cool ist, so einen Sensor im Bastelkeller
liegen zu haben.
- Software Weiterentwicklung
- Sales/Kommunikation mit den staatlichen Betreibern etc.
Das ist ein Riesen Rattenschwanz, bei dem die Kosten der Hardware nahezu
egal sind. Bei ganz vielen komplexen Systemen ist da so und ich habe das
ach lange Zeit als "Abzocke" empfunden, aber mit den Jahren habe ich
lernen müssen, dass billig bei sowas einfach nicht taugt.
Vergleichbare Beispiele wären z.B. Feuerwehrhelme. Die kosten auch nicht
viel in der Herstellung, aber es ist eben nicht nur ein Stück
Faserverbundstoff sondern ein ganzes Ökosystem...
Obermayer F. schrieb:> Werden die anderen Systeme von staatlicher Seite oder trägen Konzernen> betrieben, denen meiner Meinung nach oft der Mut/Möglichkeit zum> "radikal anders denken" fehlt?
Offizielle Erdbebenwarnsysteme basieren nicht auf "Big Data", sondern
"Good Data". Die Sensoren werden also nicht möglichst großflächig
überall da verteilt, wo man gerade rankommt, sondern die Standorte
werden gezielt ausgesucht. Jeder Standort wird regelmäßig gewartet und
der Zustand des Systems (sowie dessen systematische Genauigkeit) fließt
in die Auswertung mit ein.
Die entstehenden Datenmengen werden auch nicht vorrangig dafür benutzt,
um unplausible Daten rauszufiltern, sondern um die Position von Erdbeben
und deren Ursache möglichst genau zu ermitteln.
> Auf die Idee "dezentral/einfach/billig" wird doch nicht erst ein> Start-Up gekommen sein, oder ist das Themengebiet so unerforscht/neu?
Wenn ich qualitative Untersuchungen von Datenmengen machen will, dann
ist Big Data ungeeignet. Will ich hingegen quantitative Untersuchungen
machen, ist das eine gute Idee.
Verteile ich tausende Sensoren, die mit dem Kernziel "billig" produziert
wurden, möglichst wild in der Landschaft, dann leide ich ganz sicher
unter systematischen Fehlern und Alterungserscheinungen in den
Messgeräden, die es schwierig machen, Besonderheiten für
Forschungszwecke zu benutzen.
Schlägt ein Seismograph aus, dann wird in der Regel versucht, die
Ursache dafür herauszufinden - und wenn das das Gehüpfe der Fans des
letzten Fußballspiels ist. Wenn ich das mit Big Data-Ansätzen verknote,
dann überlaste ich die Gehirne dahinter... und wenn das ausschließlich
von Computern ausgewertet wird, lassen sich nur schwierig konkrete
Schlüsse ziehen.
Als aller erstes würde ich mir bei dem Projekt nach der Auflösung und
Genauigkeit des verwendeten Sensors stellen.
Auf die Schnelle kann ich nirgends sehen, welcher Sensor verwendet wird.
Von Sparkfun gibt's das Geomikrofon für 60$
https://www.sparkfun.com/products/11744
Ich sehe gerade, es gibt auch Mikromechanik-Sensoren:
https://www.mikroe.com/earthquake-click
Bei den Sensoren stellt sich immer die Frage, welcher ist für was
geeignet?
Interssanterweise wird bei den Angaben zum Mikromechaniksensor die
Einheit GAL angegeben:
https://de.wikipedia.org/wiki/Gal_(Einheit)
Der Sensor könnte als eine Auflösung von ca. 1mg haben. Reicht das für
einen gutes Seismometer?
Also nach meinen Kenntnisstand ist Erdbebenvorwarnung immer noch
unmöglich.
https://de.wikipedia.org/wiki/Erdbebenvorhersage
Was geht ist die automatische Signalgenerierung zwischen Beginn und
Höhepunkt der Erdbebens (seismische Welle). Wobei es eigentliche keine
Reaktionszeit gibt, weil sich die Erdbebenwelle mit mehreren km/s
ausbreitet.
Da im Teaser nicht auf diesen Unterschied zwischen Anspruch (Warnung
vor Erdbeben) und Wirklichkeit (automatische Reaktion während
Erdbeben) hingewiesen wird, handelt es sich m.E. um Etikettenschwindel.
Es ist kein 'frühwarn' System in dem Sinne das möglichst früh also vor
Ereigniseintritt vor den Erdbeben gewarnt wird, es wird lediglich
detektiert das ein Erdbeben sich gerade ereignet.
>Also nach meinen Kenntnisstand ist Erdbebenvorwarnung immer noch>unmöglich.>https://de.wikipedia.org/wiki/Erdbebenvorhersage
Tja, die Frage ist, ob man mit vielen, verteilten Sensoren doch etwas
mehr abschätzen kann. Soweit ich weiß gibt es jährlich auch bei uns
viele kleine Erdbeben mit einer Stärke unter 3, die man nicht spürt. Ich
vermute, dass diese Projekt daher kommt, weil Omron seinen D7S Sensor
auf den Markt gebracht hat:
https://www.mouser.de/datasheet/2/307/en-d7s-957666.pdf
Was ich nicht weiß ist, welche Erdbebenstärke man damit detektieren
könnte. Ich vermute, dass es für die Schwachen unter 3 nicht reicht.
> von Kowalt (Gast)> Milligramm? Du kannst nicht einmal abschreiben.
Gut, also hier noch mal für dich, damit du es auch verstehen kannst: Das
g steht hier für die Feldstärke des Schwerefeldes. Das "mg" also für ca.
1/1000 der Erdbeschleunigung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld
Vielleicht muss man den Vektorpfeil hinzufügen, damit es eindeutig wird.
chris schrieb:>>Also nach meinen Kenntnisstand ist Erdbebenvorwarnung immer noch>>unmöglich.>>https://de.wikipedia.org/wiki/Erdbebenvorhersage>> Tja, die Frage ist, ob man mit vielen, verteilten Sensoren doch etwas> mehr abschätzen kann.
Nein, kann man nicht.
> Soweit ich weiß gibt es jährlich auch bei uns> viele kleine Erdbeben mit einer Stärke unter 3, die man nicht spürt.
Die werden aber auch von den nationalen Erdbebenwarten aufgezeichnet und
zu historischen Verläufen ergänzt. Damit kann man zwar langfristige
Veränderungen in der Aktivität erkennen, für eine Vorhersage reicht es
aber auch nicht. BTW: gestern hattes ein leichtes mit 2.2 bei Heching
https://erdbebennews.de/2020/08/leichtes-erdbeben-in-balingen-2/> Ich> vermute, dass diese Projekt daher kommt, weil Omron seinen D7S Sensor> auf den Markt gebracht hat:
Möglich, nur nützt ein Sensor ohne Auswertung und systeme die er
schalten kann nicht.
Das ist doch wieder so eine aufgeblasene Neuigkeit, würde sie von einem
hier kommen, untergehen würde.
Das selbe Spiel beim Teilchendetektor mit Photodiode von einem aus dem
CERN. Dutzende Basteleien mit Anleitung hier im Forum werden nicht
wertgeschätzt. Kommt aber einer von Außen, eventuell mit einem Nachbau
von hier, wird er über den Klee gelobt...
Also am Küchentisch bauen kann das Ding wohl kaum jemand.
Der ADXL355 dürfte gerade noch so von Hand lötbar sein.
Den LAN8710A zu löten dürfte die meisten Leute abschrecken.
Und selbst das eigentlich einfache ESP32-WROOM Modul ist im Layout nur
für maschinelle Bestückung ausgelegt - mit dem GND Pad unten drunter.
Auf der anderen Seite sind praktisch keine Bauteile unter 0603 da drauf.
Wenn man sich ihren eigenen Benchmark anschaut mit dem sie beweisen
wollen, dass sie besser und günstiger sind als andere, dann
disqualifizieren sie sich von selbst.
Wieder einmal ein Fall von wir als community können das besser und viel
billiger, weil wir out-of-the-box denken und deshalb schon einfach
besser sind.
Beschleunigungssensoren sind nur sehr eingeschränkt und nur für, in
Bezug auf Seismik, stärkere Ereignisse geeignet. Daher sicher nicht für
ein Frühwarnsystem.
Hier gibt es ein Projekt mit einem brauchbaren Sensor und echtem
wissenschaftlichen Hintergrund: https://raspberryshake.org/
Die Sensoren sind nicht so das Problem. Die MEMS haben den Vorteil
dreiachsig zu sein, waehrend eine Tauchspule nur vertikal operiert. Und
mit einer Tauchspule kann man die eigenschwingungen der Erde messen.
Ohne das Projekt genauer studiert zu haben, denke ich dass man mit einem
Netzwerk von vielen ungenauen Sensoren besser sein kann wie ein genauer.
Eine Frage der Bandbreite zum Korrelieren.
Echte Sensoren werden auch gerne mal in einer mehrere hundert Meter
tiefen Bohrung und nahe der geol. Verwerfung versenkt. Es gab auf ARTE
vor 2 Wochen eine interessante Dokumentation dazu:
"Istanbul bebt - Risiko und Frühwarnung"
https://mediathekviewweb.de/#query=!arte.de%20istanbul%20bebt
(jetztnicht)
14.08.2020 17:42
>Die Sensoren sind nicht so das Problem. Die MEMS haben den Vorteil>dreiachsig zu sein, waehrend eine Tauchspule nur vertikal operiert. Und>mit einer Tauchspule kann man die eigenschwingungen der Erde messen.
Das hat RaspiShake ausch schon bemerkt.
Die Idee ist durchaus interessant, ABER das kann nur klappen, wenn neben
den Beschleunigungswerten auch die Position des Sensors übertragen wird
und die Übertragung auch noch annähernd kontinuierlich erfolgt. Für
Regionen, in denen häufig Erdbeben zu erwarten sind (in Europa die
Türkei, in USA die Region des Andreasgrabens und Japan) ist der dabei
entstehende Aufwand (Energiekosten für die Erfassung der Messwerte,
Belastung der Infrastruktur mit den Datenströmen, Auslastung der Server
und zusätzlich der Aufwand für die Auswertung der Daten)für den
erwarteten Nutzen eventuell vertretbar. In Gegenden mit wenig und
schwachen Erdbeben halte ich das schon aus ökologischen Gesichtspunkten
höchstens als Forschungsprojekt aber nicht auf Dauer verfügbar. Aber die
Daten müssen lokal gesammelt und ausgewertet werden. Ein globales
Datensammeln macht da keinen Sinn.
Mir erscheint der Titel „Earthquake Early Warning“ zu reißerisch und dem
Mainstream geschuldet.
Belastbare seismische Messungen, dazu noch zur Lokalisation von
Erdbeben, erfordern mehr als ein MEMS + einen ESP. Wer sich tatsächlich
in diese Materie einarbeiten möchte, dem seien die Internetseiten des
St.-Michael-Gymnasium Monschau [1] empfohlen. Dort werden seit über 20
Jahren die unterschiedlichsten Themen (aus meiner Sicht mit einem sehr
hohen Niveau) zu seismischen Messungen und Auswertungen bearbeitet.
[1] http://seismic.mgm-monschau.de/german/index.php
S. R. schrieb:> Offizielle Erdbebenwarnsysteme basieren nicht auf "Big Data", sondern> "Good Data".
Meines Wissens so wohl als auch: Also mehrere präziese Sensoren
kommunizieren auf der ganzen Welt miteinander.
Nur so lässt sich ja auch das Epizentrum bestimmen!?
Ganz oben im Kölner Dom wird beispielsweise gemessen, (weil er so hoch
ist, daher weit auslenkt und mit seinem Fundament eine enorme Masse hat)
und dort auch Beben in Asien registriert.
Fpgakuechle K. schrieb:> Also nach meinen Kenntnisstand ist Erdbebenvorwarnung immer noch> unmöglich.> https://de.wikipedia.org/wiki/Erdbebenvorhersage
Momentan wird doch das ICARUS System aufgebaut, welches die Bewegung von
Tieren vom All aus beobacht und warnt wenn viele Tiere schon Stunden
oder Minuten vor der Naturkatastrophe fliehen.
https://www.icarus.mpg.de/13789/fruehwarnsystem-der-tiere
schienbar muss der sensor nicht wirklich genau sein.
2006 hat jemand etwas ähnliches für Tsunamis mit den Crash sensoren in
Festplatten versucht:
http://www.ninsight.at/tsunami/usage.shtml
sg
Vom Ansatz her wäre vielleicht Mustererkennung/Datenbank hilfreich, um
das übliche Rauschen vom erwünschten Signal zu trennen.
Z.B. geht das alltägliche Poltern meist von oben nach unten. Erdbeben
wackeln aber eher seitlich - mit recht einzigartiger Amplitude bzw. mit
so "weniger ist mehr" ;)
Zur Mustererkennung stelle man sich ein Kaninchen vor, welches ein recht
feines Gespür (von Außen: Ohren) dafür hat, WER ein paar Stockwerke
weiter unten zu Tür hereinkommt.
Außerdem ist es immer noch ein kleiner Unterschied, ob einfach nur die
Wände vibrieren/Kompressor/Druck auf den Ohren, oder ob man ein
komplettes Bildwackeln hat.
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Erdbeben_in_Deutschland
Man kann den Effekt des Bildwackelns in etwa (so grob) imitieren, wenn
man sich mal auf eine schleudernde Waschmaschine setzt.
Darüberhinaus sind Erdbeben - sofern nichts kaputtgeht, oder
runterfällt, auffällig leise. Also auffällig unauffällig.
Schwingungsmessungen, speziell seismische Messungen betreffen einen
komplexen Sachverhalt mit sehr spezifischen Eigenschaften. Wer von
„Wackeln“ spricht oder „vielleicht Mustererkennung“ oder „übliches
Rauschen“ ist weit von der wirklichen Materie entfernt. Ich bin immer
wieder erstaunt, wie „Expertentum“ durch Halbwissen entsteht.
klassischer Fall von Chaostheorie:
https://de.wikipedia.org/wiki/Chaosforschung#Grenzen_der_Vorhersagbarkeit
"Liegt chaotisches Verhalten vor, dann führen selbst geringste
Änderungen der Anfangswerte nach einer endlichen Zeitspanne, die vom
betrachteten System abhängt, zu einem völlig anderen Verhalten
(sensitive Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen). Es zeigt sich also
ein nichtvorhersagbares Verhalten [...]"
Erstmals bei der Simulation von Wettermodellen aufgetreten:
https://de.wikipedia.org/wiki/Edward_N._Lorenz
60er, immer noch Hochphase von Kybernetik und Strukturalismus:
Das Wettermodell soll genauer rechnen und es werden zwei
Nachkommastellen mehr hinzugefügt ... Großrechner rechnet, warten,
Kaffetrinken gehen ... ... und: oh Wunder, es wurde ein ganz anderes
Wetter errechnet, nicht das Gleiche genauer, sondern ganz anderes
Ergebnis!
Tadaa! die Chaostheorie.
Daher ist mit ICARUS den "Hasen" fragen eine gute Idee.
kurz schrieb:> Momentan wird doch das ICARUS System aufgebaut, welches die Bewegung von> Tieren vom All aus beobacht und warnt wenn viele Tiere schon Stunden> oder Minuten vor der Naturkatastrophe fliehen.> https://www.icarus.mpg.de/13789/fruehwarnsystem-der-tiere
Das ist unbewiesener Hokuspokus, weil die Untersuchung fehlt, ob die
Tiere nicht aus anderen Gründen flohen und dieser Grund mit dem Erdbeben
nur zufällig zeitlich zusammenfiel.
In den 80igern gabs mal eine italenische Studie, da meldeten nach dem
Erdbeben viele Bewohner ihre Tiere hätten sich vor dem Erdbeben komisch
Verhalten. Die Anzahl der Meldungen über komisches Vorhalten vor dem
Erdbeben, waren aber stattistisch unauffällig wie immer.
Ein ähnliches Projekt es seit etwa 10 Jahren mit
USB-Beschleunigungsmessern und BOINC-Software:
https://quakecatcher.net/
Ich hatte das damals am laufen, aber die Empfindlichkeit der Sensoren
war gering. Es hätte etwa ein Erdbeben der Magnitude 3.5 gebraucht um
das Sensorrauschen signifikant zu übersteigen.
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