Technologie

Der Seismostack

Ein optimierter Stack, vom Geophon im Boden bis zur Warnung auf Ihrem Telefon. Robuste Sensoren, ein energieoptimiertes Gateway samt Funkstrecke und Detektionsalgorithmen, die an echten Massenbewegungen trainiert wurden.

Eine solarbetriebene Seismicstream-Station an einer steilen Flanke mit Blick auf die überwachte Runse

Die Komponenten

Seismopod

Intelligenter seismischer Sensor für das Feld

Ein massgeschneiderter, energiesparender seismischer Sensor für Gelände, das steil, abgelegen und oft schneebedeckt ist. Er zeichnet Bodenbewegung durchgehend auf und führt den Detektionsalgorithmus auf dem Gerät aus — ein Standort kann damit ohne permanente Datenverbindung überwacht werden.

  • Erkennung auf dem Gerät — kein Streaming von Rohsignalen nötig
  • Solar- oder batteriebetrieben, mit Stromsparmodi für den Winterbetrieb
  • Robustes Gerät
  • Grosser Empfindlichkeitsradius — ein Pod deckt ein weites Gebiet ab
Eine solarbetriebene Seismopod-Station in steilem Steinschlaggelände

Seismobase

Autarkes Gateway vor Ort

Die Seismobase ist der Entscheidungspunkt des Stacks. Sie sammelt die Detektionen jedes Seismopods, führt eine zweite Klassifikationsstufe aus, die diese über alle Pods hinweg zusammenführt, und leitet die Warnung weiter. Sie arbeitet unabhängig von Netzstrom und Mobilfunkempfang — ein regionaler Ausfall legt damit nicht auch das Warnsystem lahm. Wo Mobilfunkempfang besteht, übermittelt sie Warnmeldungen und Statistiken an unsere Fachleute und an Sie.

  • Netzwerkweite Koinzidenzlogik, bevor eine Warnung ausgelöst wird
  • Betrieb ohne Netzstrom und ohne Mobilfunkempfang möglich
  • Vollständig offline betriebenes lokales Warnsystem vor Ort möglich
  • Erfasst den Zustand jedes Pods im Netzwerk, um Sensorausfälle zu erkennen
Ein Seismobase-Gehäuse mit GNSS- und Funkantennen am Mast, in der Dämmerung

Drahtlose Anbindung

Ausgelegt auf grosse Distanzen und kleine Energiebudgets

Weil die Pods Ergebnisse statt Rohdaten senden, kann die Funkstrecke auf Reichweite und Energiebedarf statt auf Durchsatz optimiert werden. Unsere Übertragung ist auf jeder Stufe optimiert — für robuste Echtzeitwarnungen und energieeffiziente Langzeitstatistiken. Vorverarbeitete Detektionen laufen über LoRa und/oder Mobilfunk und überbrücken grosse Distanzen über Täler hinweg, mit einem Bruchteil der Energie, die eine Streaming-Verbindung benötigen würde.

  • LoRa und/oder Mobilfunk, je nach Standort gewählt
  • Vollständig optimiertes Übertragungsprotokoll für Echtzeitübertragung und Robustheit
  • Vorverarbeitete Detektionen statt Rohsignale
  • Grosse Reichweite bei geringer Sendeleistung
Ein solarbetriebener Seismicstream-Mast mit Funk- und GNSS-Antennen über einem Fjord

Seismolytics

Detektionsalgorithmen und Analyse

In Seismolytics entstehen die Detektoren. Algorithmen werden prototypisch entwickelt und gegen annotierte Ereignisse aus dem Feld validiert, danach für die Firmware der Pods portiert — was wir offline testen, läuft also auch auf dem Gerät. Dieselbe Werkzeugkette treibt das Analyse-Backend an: Detektionen werden von Fachleuten überprüft und fliessen in die nächste Justierungsrunde zurück.

  • Detektoren auf den Standort abgestimmt
  • Validiert an annotierten Murgängen und Hochwassern
  • Derselbe Algorithmus für die Detektion auf dem Gerät und für die Nachanalyse
  • Expertenvalidierung der Detektionen
Detektorverhalten an einem alpinen Murgangstandort: Bodenbewegung und der daraus vom Pod abgeleitete Triggerzustand

Eine Detektion, von Anfang bis Ende

Dies ist ein reales Ereignis an einem alpinen Murgangstandort, aufgezeichnet im Juni 2025 von vier Seismopods eines Einsatzgebiets. Jede Zeile zeigt das Spektrogramm eines Pods; darunter der Triggerzustand, den jeder Pod direkt auf dem Gerät aus der aufgezeichneten Bodenbewegung berechnet.

Zwischen 18:25 und 18:51 UTC steigt die Bodenbewegung um Grössenordnungen über den Hintergrund, und jeder Pod im Einsatzgebiet löst aus. Anhand dieser Trigger entscheidet die Seismobase, Alarm auszulösen. Im übrigen Fenster liegt keine Aktivität vor und das Netzwerk bleibt still. Starke Ausreissersignale werden ignoriert, es wird kein Alarm ausgelöst.

Ein alpiner Murgangstandort, Juni 2025 — vier Seismopods eines Einsatzgebiets, STATION1 bis STATION4: Spektrogramme und der Triggerzustand je Station. Die Schattierung markiert die Bereiche, in denen unser Algorithmus relevante Aktivität erkennt und eine Warnung auslöst.
Ein alpiner Murgangstandort, Juni 2025 — vier Seismopods eines Einsatzgebiets, STATION1 bis STATION4: Spektrogramme und der Triggerzustand je Station. Die Schattierung markiert die Bereiche, in denen unser Algorithmus relevante Aktivität erkennt und eine Warnung auslöst.

Überwachung und Daten

Unser Backend behält das Gesamtbild eines Einsatzgebiets im Blick: welche Pods melden, wie sie mit Energie versorgt sind, was sie detektiert haben und wie sich der Boden über die Zeit verhalten hat. Spektrogramme und Signalverläufe bleiben für jede Station verfügbar, sodass ein Ereignis im Nachhinein überprüft und verifiziert werden kann. Spektrogramme werden laufend von den Seismopods übertragen; Signalverläufe können bei Bedarf abgerufen werden. Beide Ansichten unten stammen aus demselben Einsatzgebiet, vom selben Tag wie das Ereignis oben.

Ein ganzer Tag aggregierter spektraler Leistungsdichte von STATION3 dieses Einsatzgebiets. Eine Langzeitsicht, mit der sich verändernde Bodenverhältnisse erkennen lassen. Das Ereignis der vorherigen Abbildung ist die helle Säule kurz vor 19:00 UTC.
Ein ganzer Tag aggregierter spektraler Leistungsdichte von STATION3 dieses Einsatzgebiets. Eine Langzeitsicht, mit der sich verändernde Bodenverhältnisse erkennen lassen. Das Ereignis der vorherigen Abbildung ist die helle Säule kurz vor 19:00 UTC.
Rohes Bodenbewegungssignal desselben Seismopods während dieses Ereignisses, das für die Nachanalyse genutzt werden kann.
Rohes Bodenbewegungssignal desselben Seismopods während dieses Ereignisses, das für die Nachanalyse genutzt werden kann.

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