Pictures of the Future    Frühjahr 2007

Wächter mit tausend Augen

Das Bedürfnis nach Schutz vor Eindringlingen war in Metropolen schon immer groß. Bereits im frühen Mittelalter bauten daher wichtige Handelsstädte mit immensem Aufwand Befestigungsanlagen mit Stadtmauern und Türmen. Wer in die Stadt wollte, wurde kontrolliert. Und wer besonders wichtige Gebäude, etwa den Palast, aufsuchen wollte, musste an schwer bewaffneten Wachen vorbei.

Auch wenn die Städte heute tausendfach größer sind, hat sich nicht viel geändert. Die Stadttore von damals sind heute Flughäfen, Bahnhöfe und Einfallstraßen. Und diese werden stärker denn je kontrolliert. Seit den Anschlägen auf das World Trade Center in New York und weiteren Terrorangriffen in Madrid und London haben vor allem die Großstädte in den westlichen Industriestaaten erhebliche Anstrengungen unternommen, ihre Sicherheitskonzepte den neuen Herausforderungen anzupassen. Der Markt für Sicherheitsmaßnahmen für Städte, Veranstaltungen und Verkehrsinfrastruktur wird sich nach Schätzung von Experten bis 2010 auf etwa 106 Mrd. US-$ gegenüber 2006 fast verdoppeln. Dazu gehört modernste Technologie, die ständig weiterentwickelt wird.

London beispielsweise ist mit rund einer halben Million Videokameras Vorreiter in der Überwachung des öffentlichen Raums. Die große Mehrheit der Londoner hat nichts dagegen, mehrmals am Tag gefilmt zu werden. Nach den Anschlägen im Juli 2005 führte die Auswertung des aufgezeichneten Materials rasch zu Hinweisen auf die Täter. Siemens stellte dafür innerhalb von Stunden ein Team und die nötige Ausrüstung zur Verfügung. In Zukunft sollen Überwachungssysteme verstärkt auch präventiv eingesetzt werden und helfen, Anschläge und Katastrophen zu verhindern.

Siemens arbeitet intensiv daran, automatische Bildverarbeitungssysteme so zu programmieren, dass sie Daten interpretieren können (siehe Bildverarbeitung – Trends und Videoüberwachung in Pictures of the Future, Herbst 2006). Durch die Ende 2006 erfolgte Übernahme des US-Unternehmens VistaScape kann Siemens eine Systemplattform bieten, die Daten von Kameras, Sensoren, Radar- oder Ultraschallsystemen zusammenfasst und anhand von definierten Regeln interpretiert. "Wir setzen dieses System dazu ein, weiträumige Außenflächen zu überwachen, beispielsweise Häfen und Flughäfen", erklärt Peter Löffler, bei Siemens Building Technologies in Zug in der Schweiz zuständig für intelligente Videoüberwachung. Das System bildet Objekte wie Fußgänger oder Autos als Symbole auf plastisch dargestellten Luftbildmodellen ab. Die Bediener erkennen Größe, Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit. Meldet beispielsweise das Radar ein unbekanntes Objekt, errechnet das System, welche Kamera in Position ist, um genauere Bilder zu liefern. "Das geht weit über die bisher eingesetzte Videoanalyse hinaus", erklärt Löffler.

Derzeit entwickelt Siemens Corporate Research (SCR) in Princeton zudem Algorithmen, die neue Einsatzmöglichkeiten für die automatisierte Videoüberwachung schaffen: Schon im Sommer 2007 soll es beispielsweise möglich sein, auf dem Monitor zu erkennen, welche Person zu welchem Gepäckstück gehört. Aufgrund dieser intelligenten Verknüpfung wird noch kein Alarm ausgelöst, wenn der Besitzer eines Koffers nur wenige Meter weiter zu einem Mülleimer geht, wohl aber, wenn er sich dauerhaft entfernt.

Die größte Herausforderung für künftige Überwachungssysteme sind unstrukturierte Menschenmassen. "Wir brauchen Algorithmen, die die Eigenschaften von Menschenmengen bewerten können", erklärt Löffler. SCR arbeitet daran, aus Bewegungsdaten konkrete Informationen zu filtern: Einzelpersonen, die sich wesentlich schneller bewegen als die Menge, oder Gruppen, die plötzlich die Richtung wechseln. Mit einer Dichtemessung von Menschenansammlungen können zuvor definierte Maßnahmen automatisch in Gang gesetzt werden: Droht etwa Panik wegen überfüllter Bahnsteige, werden rechtzeitig Zugänge gesperrt.

System alarmiert Einsatzkräfte. In einem dritten Schritt fügen intelligente Überwachungsplattformen Informationen sinnvoll zusammen: Erkennt das System einen medizinischen Notfall, etwa eine liegende Person, ortet es automatisch die am schnellsten verfügbaren Einsatzkräfte, beispielsweise über WLAN. Die Wachen tragen Signalgeber, die dem System ständig per Funk melden, wo sie sich befinden. Das Management des Einsatzes und die Kommunikation übernimmt dann ein Leitsystem.

Solche Informationssysteme sind besonders in großen Gebäuden notwendig, in denen sich tausende oder gar zehntausende Menschen aufhalten. Megacities wetteifern darum, wo das höchste Gebäude der Welt steht. Noch hält der taiwanische Wolkenkratzer Taipei 101 mit 509 m den Weltrekord, doch die Bauarbeiten für den Burj Dubai im Nahen Osten sind bereits in vollem Gange. Der Wohn- und Arbeitsturm soll einmal über 700 m hoch werden. An fünfter Stelle steht zurzeit das Jin-Mao-Gebäude in Shanghai, das Siemens mit einer Brand- und Personenschutzanlage ausstattete. "Wir haben in den 88 Stockwerken rund 4 500 Brandmelder installiert", sagt Lance Rütimann von SBT. Wenn in Wolkenkratzern ein Feuer ausbricht, müssen meist hunderte Menschen evakuiert werden. Die Systeme bestimmen den Brandherd, lokalisieren ihn und übermitteln alle Daten an das Interventionspersonal.

Wenn das Ereignis dies erfordert, geben modernste Sprachalarmsysteme – das neueste ist das E100 von Siemens – automatisch die nötigen Informationen weiter. Das System fordert die Menschen in den gefährdeten Stockwerken zum Verlassen auf. Es beschreibt die Fluchtwege, so dass eine effiziente und sichere Evakuation möglich ist. In anderen Gebäudeteilen informieren Durchsagen gleichzeitig über die Situation. "Anders als oft bei rein akustischen Warnsignalen reagieren Menschen auf Durchsagen besser und verhalten sich eher der Situation gemäß", sagt Rütimann. In den Leitstellen wiederum aktiviert das System automatisch ein Protokoll mit Handlungsanweisungen und automatisierten Abläufen für das Wachpersonal. "So werden stressbedingte Fehlreaktionen vermieden", erklärt Rütimann. Eine der Konsequenzen des Terroranschlags vom 11. September ist, dass neue Hochhäuser über eine Ersatzleitstelle außerhalb des Gebäudes verfügen sollen, die bei einem Ausfall der Hauptleitstelle alle Funktionen übernehmen kann.

Lückenloser Brandschutz ist in Megacities auch in den Verkehrstunnels notwendig. Siemens rüstet U-Bahn- und Eisenbahntunnels mit Brandschutzanlagen aus. Ihre Aufgaben sind vielfältig: Sie müssen das Feuer feststellen, genau lokalisieren, Löschanlagen aktivieren, aber auch Zugänge sperren und natürlich Alarm auslösen (Tunnel in Pictures of the Future, Herbst 2005). Aufgrund der starken Rauchentwicklung und bei Windgeschwindigkeiten von bis zu zehn Meter pro Sekunde scheiden übliche Flammenmelder aus. Eingesetzt werden Wärmesensoren oder – besonders bei sehr langen Tunnelanlagen – Laserlicht via Glasfaserkabel. Das System kann an jeder Stelle der Glasfaser die Temperatur ermitteln, indem es die Intensität des rückgestreuten Lichts misst. Solche Glasfasersysteme hat Siemens in den U-Bahnen von Peking, Bangkok und Hongkong sowie in den Tunnelabschnitten der Hochgeschwindigkeitsstrecke Madrid-Barcelona eingebaut. Die Brandbekämpfung besteht bis zum Eintreffen der Feuerwehrkräfte vor allem darin, das Feuer zu kontrollieren, indem das System Rauch absaugt und den Brandbereich mit Sprinkleranlagen kühlt. Nur so können die für die Menschen extrem gefährlichen, giftigen Gase reduziert werden.

Sicherer Hafen. Die großen Metropolen sind auch die wichtigsten Handelsplätze der Welt. Der öffentliche Fokus lag in punkto Sicherheit bisher vor allem auf der Kontrolle von Personen, doch weltweit arbeiten die zuständigen Behörden daran, den Güterverkehr stärker zu überwachen. Rotterdam, der siebtgrößte Seehafen der Welt und Europas größter Containerhafen, hat mit seiner Anlage für das Aufspüren von nuklearem Material eine Vorreiterrolle übernommen. Sämtliche Container – mit einer Ladung von über 330 Mio. t pro Jahr – passieren auf Lastwagen die 35 Isotopen-Detektions-Portale, die Siemens Niederlande errichtet hat. Zusätzlich gibt es drei mobile Portale. Über eine System-Plattform werden die erfassten Daten direkt in die Datenverarbeitung des holländischen Zolls eingespeist und bei Handlungsbedarf an andere Behörden weitergeleitet. "Rotterdam hat sich damit klar als einer der sichersten Häfen der Welt positioniert", erklärt Werner Krüdewagen von Siemens Building Technologies. Rotterdam wird auch als erster Hafen der Welt komplett mit einem System für die Überwachung von Containern auf ihrem Transportweg vom Ort der Beladung bis zum Ort der Entladung ausgestattet. Weltweit sollen in naher Zukunft alle wichtigen Häfen über diese Infrastruktur verfügen.

Bei der Commerce Guard genannten Lösung, die ein Joint Venture von Siemens, General Electric, Mitsubishi und Samsung weltweit anbietet, wird im Inneren von Containern mit einem Magneten ein manipulationssicheres RFID-Gerät angebracht. Bei jedem unbefugten Öffnen der Tür schlägt es Alarm. Außerdem sendet es alle Daten über Kennung, Inhalt und Zielort an einen sicheren Server, wenn der Container ein Lesegerät am Hafen passiert. So entstehen sichere Korridore für den Frachtverkehr.

Damit unterscheiden sich die modernen Großstädte tatsächlich erheblich von ihren Vorläufern im Mittelalter: Sie schützen nicht nur ihre Bürger und ihre Infrastruktur, sondern auch die Güter auf ihrem Transport zwischen den Metropolen.
                                                                                                             Katrin Nikolaus