Pilotprojekt zur Waldbranderkennung im Großen Zschand

Autor: Dr. Reinhard Wobst

Auch wenn die Verringerung der Brandlast im Nationalpark derzeit ein fast unlösbares Problem zu sein scheint: Die frühzeitige Erkennung eines Waldbrands bleibt unverändert wichtig, denn je früher dieser erkannt wird (möglichst innerhalb der ersten 30 Minuten), desto einfacher lässt er sich bekämpfen. Und wenn er erst einmal zu groß geworden ist, so wie in Tschechien im Sommer 2022, ist die Feuerwehr ziemlich machtlos.

Warum einfache Beobachtung nicht reicht

Die Situation wird nicht besser, denn zum einen steigt die Brandlast durch absterbende Fichten und sprießende Jungfichtenteppiche (und vertrockneten Adlerfarn!) immer weiter, zum anderen betreiben die illegalen Feuerer nun regelrecht ein Versteckspiel, wie Beispiele in 2023 und 2024 zeigen. Während noch vor wenigen Jahren vorwiegend „Romantikfeuer“ auf Riffen (wo die Feuerwehr kaum hinkommt und Glut in versteckte Schlüchte fallen kann, so wie in den Ochelwänden Anfang April 2024) die größten Sorgen bereiteten, so wird nun oft in verborgenen Felskesseln (Arnstein Ende Juni 2023) oder Ecken abseits der Wanderwege gekokelt (Ende Juli 23, Kletterzugang zum Neptun in den Schrammsteinen).

Im SSI-Heft 40 (leider noch nicht online) werden in einem längeren Beitrag verschiedene Möglichkeiten der Brand-Früherkennung betrachtet, unter anderem auch ein Funk-Sensornetzwerk von Silvanet zur Rauchgasdetektion. Vieles in dem Artikel ist schon veraltet. So wurden inzwischen auch die Möglichkeiten der Sensoren wesentlich weiterentwickelt, die ich damals noch kritisch sah.

Arbeitsweise

Das Silvanet-Sensornetzwerk wird hier nur kurz beschrieben; Einzelheiten dazu finden sich in diesem News-Artikel.

Die Endpunkte des Netzwerks sind kleine „Plastikkellen“ mit Solarzellen, die an Bäumen, Felsen o.ä. gehängt werden. Sie vernetzen sich über Funk selbständig mit sog. Gateways. Das sind etwas größere Einheiten, auch mit Solarzelle, die die Sensordaten empfangen und an das nächste Gateway weiterleiten oder gleich an ein „End-Gateway“, das eine Mobilfunk- oder sogar Satellitenverbindung hat. Von der Zentrale aus wird die richtige Brand-Meldekette in Gang gesetzt, mit der es z.B. im Sommer 2022 haperte.

Die Besonderheiten dieses Systems sind:

• Der Solarstrom wird nicht in einem Akku gepuffert, sondern in einem sog. Superkondensator, der deutlich länger lebt. Die Geräte sind für eine Haltbarkeit von 10 bis 15 Jahren konstruiert.
• Die Rauchgaserkennung profitiert von einem lernenden Algorithmus (im Rahmen des aktuellen Hypes gern KI genannt), der laufend an die örtlichen Verhältnisse angepasst wird. Dazu braucht niemand vor Ort zu sein, Messungen und Korrektur geschehen über Funk von einer Zentrale aus.
• Wie schnell ein Sensor ein Feuer entdeckt, hängt natürlich von Wind, Örtlichkeiten und Intensität ab. Aber man darf von 100 m Entfernung und wenigen Minuten ausgehen. Das ist auf jeden Fall viel schneller als alle Alternativen.
• Durch die automatische Vernetzung wird die Wartung extrem vereinfacht. Wenn ein Gerät Sichtverbindung zu anderen hat und arbeitet, braucht niemand vor Ort zu sein. Das ist der Normalfall. Beim Ausfall eines Geräts (Baum fällt um, feuchte Zweige eines umgestürzten Baums behindern den Funk, Vandalismus) wird das zentral umgehend erkannt und kann dann behoben werden. Auch verhindert der Ausfall eines einzelnen Sensors noch nicht die Branderkennung im Gebiet, sie erfolgt nur etwas später.

Die praktische Erfahrung zeigt, dass die Zahl der Fehlalarme auf ein Minimum gedrückt werden kann (der lernende Algorithmus ist hierbei entscheidend). Das System ist bereits weltweit im Einsatz. Auf der Firmen-Homepage und im Netz wird von Projekten im Libanon, Sizilien, Großbritannien, Kalifornien und Kanada berichtet; im Libanon konnte ein Feuer bereits im Frühstadium erkannt werden.

Probleme und Vorteile

Momentan gibt es erst ein Pilotprojekt im Großen Zschand, andere Konzepte sind noch in der Evaluierung. Mögliche Probleme eines solchen Funknetzwerks werden jedem Kenner des Gebiets sofort einfallen:

• Feuer auf Riffen werden eher selten erkannt werden, zumindest wird es in der Regel keine Funkverbindung zwischen Riffen und Schlüchten geben können (Sichtverbindung fehlt).
• Eine flächendeckende Überwachung wird nie möglich sein, dazu ist unser Gelände zu zergliedert und zu unzugänglich.

Allerdings verspricht das Silvanet-Netzwerk ein paar wichtige Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen:

• Zum ersten die sehr frühzeitige Branderkennung. Jeder Feuerkamera auf einem Wachturm braucht erst eine Rauchsäule – dann ist es u.U. schon zu spät.
• Dann kann man so Feuer in abgelegenen Ecken detektieren, die man sonst vielleicht nur aus der Luft erkennen könnte – wenn überhaupt, und dann nur, wenn ein Flieger im richtigen Winkel vorhanden ist und der Pilot auch hinschaut… und zum richtigen Zeitpunkt.
• Man kann sich auf Schwerpunkte konzentrieren, in denen Feuer zu erwarten oder besonders kritisch sind.

Apropos richtiger Zeitpunkt: Das System arbeitet rund um die Uhr, und lautlos. Und es ermöglicht, auch abgelegene Felskessel zu erfassen, in die z.B. Webcams nie hineinschauen könnten (oder wenn doch, dann nicht „herausfunken“!).

Für die Abschreckung ist der letzte Punkt der entscheidende: Die Sensoren geben mit hoher Wahrscheinlichkeit zeitnah und lautlos Alarm. Und dann sind plötzlich Polizei und Feuerwehr da. Nichts wünschen wir uns mehr, als dass mehr Missetäter auf frischer Tat ertappt und bestraft werden, auch wenn sich die Strafhöhen weiterhin nur per Buschfunk verbreiten werden.

Nicht zuletzt kann sich auch keiner sicher sein, ob nicht in der Nähe seines angeblich unbedenklichen Kochfeuers doch so ein Sensor schnüffelt. Und falls er ihn findet und wie auch immer deaktiviert, dann weiß er nie, ob nicht der andere Sensor noch Alarm schlägt, den er nicht gefunden hat.