Inhaltsverzeichnis

1  Einleitung  9

1.1  Vorgeschichte  9

1.2  Grundgedanke dieser Diplomarbeit  10

2  Die BOS und ihr Funksystem  12

2.1  Definition BOS  12

2.2  Das Funknetz der BOS  15

2.3  Die analoge Alarmierung  15

2.3.1  Notwendigkeit und Anwender  16

2.3.2  Definition und Geschichte  16

2.3.3  5-Ton-Folgeruf  17

2.3.4  Alarmierungsverfahren  17

2.3.5  Anwendung und Praxis  18

2.3.6  Pro und Kontra analoge Alarmierung  21

1

3  Unterstützungsansätze und Spezifikation  22

3.1  Unterstützungsansätze  22

3.2  Spezifikation  24

3.2.1  Grundeigenschaften  24

3.2.2  Fachkonzept und Funktionsmodell  25

3.2.3  Organisationskonzept  26

3.2.4  Anwendungsanalyse  27

4  Analyse des Audiosignals  29

4.1  Grundlagen  29

4.2  A/D-Umsetzung  29

4.3  Das Abtasttheorem  30

4.4  Analyse der Abtastwerte  31

4.4.1  Zählen der Nulldurchgänge der Niederfrequenz  31

4.4.2  Analyse des Frequenzspektrums  32

4.5  Diskrete Fouriertransformation  33

4.6  Fast-Fouriertransformation  35

4.7  Leckeffekt und Fensterung  36

2

5  Konstruktion  40

5.1  Modularisierung  40

5.1.1  Komponenten  41

5.1.2  Serverkomponente  41

5.1.3  Clientkomponente  46

5.1.4  Hilfskomponente  50

5.2  Prozessorganisation  50

5.2.1  Prozessorganisation Server  51

5.2.2  Prozessorganisation Client  51

5.3  Auswahl Programmiersprache  54

5.4  Datenmanagement  54

5.5  Netzwerkprotokoll  56

6  Programmierung in Java  58

6.1  Klasse BOSLS-SoundDecoder  58

6.2  Klasse BOSLS-SoundsuccessionDecoder1  59

6.2.1  Kontrolle der Tonlänge  60

6.2.2  Zusammenstellung der Ruftonfolge  61

6.3  Klasse BOSLS-Spectrum  61

6.4  Klasse BOSLC-Display  62

6.5  Nicht realisierte Funktionalitäten  62

6.5.1  Threads und gemeinsamer Speicherbereich  63

6.5.2  Clientschwund  63

3

6.5.3  Fehlerbehandlung  64

7  Programmbeschreibung  65

7.1  Systemanforderungen  65

7.2  BOSL-Server  66

7.3  BOSL-Client  67

7.4  Externe Anwendungen  69

8  Schlusswort und Ausblick  71

A  Auszugsweiser Programmiercode  72

A.1  Server  73

A.1.1  BOSLS SoundDecoder.java  73

A.1.2  BOSLS SoundsuccessionDecoder1.java  78

A.1.3  BOSLS SoundsuccessionDecoder2.java  85

A.1.4  BOSLS Spectrum.java  93

A.2  Client  100

A.2.1  BOSLC SoundsuccessionHandling.java  100

A.2.2  BOSLC SoundsuccessionAction.java  105

A.2.3  BOSLC Display.java  108

B  CD-Datenträger  113

4

Tabellenverzeichnis   

2.1  ZVEI Tonzuordnung  17

2.2  Länderzuordnung zur Ruftonfolge  19

2.3  Beispiel Vergabe Ruftonfolge  20

4.1  Bit-reversed-Ordering  36

5.1  Ebenen der Modularisierung  40

5.2  Konfigurationsdateien  56

5.3  Schlüsselwörter Netzwerkprotokoll  57

5

Abbildungsverzeichnis   

2.1  Aufbau einer Ruftonfolge nach ZVEI  17

2.2  Aufbau der Alarmierungsverfahren  18

2.3  Funkmeldeempfänger Feuerwehr Zeulenroda  20

3.1  Grundaufbau Unterstützungssystem  24

3.2  Funktionsmodell  26

3.3  Organisationskonzept  27

4.1  Abtasttheorem  30

4.2  Ablaufschema Frequenzanalyse  33

4.3  Ablaufschema FFT  35

4.4  Signalabtastung und Sprungstelle  37

4.5  Leckeffekt  37

4.6  Fensterung der Eingangsfolge  38

4.7  Ablaufschema Frequenzanalyse mit Fensterung  39

5.1  Komponenten des Unterstützungssystems  41

5.2  Module der Serverkomponente  42

5.3  Klassendiagramm Serverkomponente  45

6

5.4  Module der Clientkomponente  46

5.5  Klassendiagramm Clientkomponente  49

5.6  Sequenzdiagramm Serverkomponente  52

5.7  Sequenzdiagramm Clientkomponente  53

5.8  Datenbasis 2  55

5.9  Datenbasis 3  56

5.10  Netzwerkprotokoll der Anwendungsschicht  57

6.1  Ablaufschema Tonanalyse  59

6.2  Zusammenhang DSP-Breite und Ruftonfolge  60

7.1  Hauptfenster des Servers  66

7.2  Einstellungsbereich des Servers  67

7.3  Hauptfenster des Clients  68

7.4  Logbuch des Clients  68

7.5  Einstellungsbereich des Clients  69

7.6  Telnetanwendung  70

7

Abkürzungsverzeichnis

A/D . . . . . . . . . . . . . Analog/Digital

BOS . . . . . . . . . . . . . Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben BOSL . . . . . . . . . . . . BOS-Lauscher BOSLC . . . . . . . . . . BOSL-Client BOSLS . . . . . . . . . . BOSL-Server

DFT . . . . . . . . . . . . . decimation in frequency (Reduktion im Frequenzbereich) DFT . . . . . . . . . . . . . diskrete Fourier-Transformation DIT . . . . . . . . . . . . . decimation in time (Reduktion im Zeitbereich) DME . . . . . . . . . . . . digitaler Meldeempfänger

DSP . . . . . . . . . . . . . digital-signal-processing (digitale Signalverarbeitung) ETSI . . . . . . . . . . . . European Telecommunications Standards Institute FFT . . . . . . . . . . . . . Fast-Fourier-Transformation FM . . . . . . . . . . . . . . Frequenzmodulation FME . . . . . . . . . . . . Funkmeldeempfänger NF . . . . . . . . . . . . . . Niederfrequenz (Audiosignal) POCSAG . . . . . . . . British Post Office Code Standardisation Advisory Group TETRA . . . . . . . . . Terrestrial Trunked Radio TF . . . . . . . . . . . . . . Tonfolge

TTL . . . . . . . . . . . . . Transistor-Transistor-Logik (Signal zur Datenübertragung) ZVEI . . . . . . . . . . . . Zentralverband der Elektroindustrie

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Kapitel 1

Einleitung

1.1 Vorgeschichte

Nach einer Beschlussfassung der Bundesregierung im Jahr 2000, sollen die deutschen Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) im Jahr 2006 ein neues Funksystem bekommen. Dieses neue Funksystem soll das derzeitige überholungsbedürftige analoge Funksystem ablösen.

Seit dieser Beschlussfassung sind zahlreiche Ausschüsse ins Leben gerufen worden, um die zukünftigen Anforderungen der BOS bei der Systemauswahl berücksichtigen zu können. In einem Pilotprojekt, im Länderdreieck Aachen, wird derzeit ein Systemstandard der ETSI getestet (TETRA 25), welcher den Anforderungen der BOS am meisten gerecht wird. Dabei handelt es sich um ein Funksystem, was mit dem GSM-Funksystem der Mobiltelefonanbieter verglichen werden kann.

Die innere Struktur und das Zusammenspiel der deutschen Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben sind weltweit einmalig. Diese Struktur soll auch nach der Einführung des neuen Funksystems erhalten bleiben. Aus diesem Grund muss das neue Funksystem den Anforderungen der polizeilichen Behörden, der Feuerwehr, dem Katastrophenschutz, sowie dem Rettungsdienst gerecht werden. Diese Vorgaben konnten im Aachener Pilotprojekt bis auf einen Punkt eingehalten werden.

Der ETSI-Standard (TETRA 25) berücksichtigt keine Funkalarmierung. Nur durch eine Änderung des Standards oder durch eine sehr aufwendige und kostspielige Anpassung der Endgeräte könnte dieser fehlende Punkt beseitigt werden. Eine Abänderung des TETRA 25 Standards für die deutsche BOS geht zu Lasten der internationalen Interaktion der TETRA 25 Funksysteme und scheidet somit aus.

9

Eine Anpassung bzw. Modifikation der Endgeräte für die zu alarmierenden Einsatzkräfte der Behörden ¹ ist sehr aufwendig und wegen der geringen Abnahme unwirtschaftlich.

Aufgrund dieser ungeklärten Umstände gibt es nun die Überlegung das neue Funksystem vorerst nur für die polizeilichen Behörden in Deutschland einzuführen, da sich TETRA 25 bestens für diese Aufgaben eignet. Die Eingliederung der Feuerwehr und des Rettungsdienstes in das digitale System soll nach und nach geschehen. Wobei bis dahin ein Lösungsansatz zur Realisierung einer Alarmierung dieser Einsatzkräfte gefunden werden soll. Bis zu diesem Zeitpunkt wird die Alarmierung über das bestehende System fortgeführt.

Ein weiterer Punkt der Beschlussfassung der Bundesregierung regelte die finanzielle Struktur, wonach die einzelnen Bundesländer für die Kosten der Einführung aufkommen sollen. Aufgrund der angespannten Finanzlage und ungeklärter Details wurde die Einführung in vielen Bundesländern auf unbestimmte Zeit ausgesetzt.

Das analoge Funksystem wird somit mittelfristig im Allein- oder Paralleletrieb fortbestehen.

1.2 Grundgedanke dieser Diplomarbeit

Nationale Funksysteme können nicht von heute auf morgen umgestellt werden, da sie zu viele Bereiche tangieren. Ebenso können technische Innovationen in einem so trägen System kaum berücksichtigt werden. Es kommt hier und da zwar zur Einführung von neuen Gerätschaften, an der Grundtechnik wird sich während der Laufzeit allerdings nur sehr wenig ändern.

Da das analoge Funksystem zu Zeiten entwickelt wurde, zu denen es noch keine Computertechnik - wie wir sie heute kennen - gab, konnten viele Integrationsansätze bei der Einführung dieser Funktechnik auch nicht berücksichtigt werden. Welche Möglichkeiten jedoch die moderne EDV-Technik bei der Interaktion mit dem analogen Funksystem der BOS bieten kann, soll mit dieser Diplomarbeit anhand eines Beispielprogramms beschrieben werden.

BOS-Lauscher (BOSL) ist ein Programm mit dessen Hilfe analoge Alarmaussendungen der BOS erkannt und digital weiterverarbeitet werden. Dadurch können die analogen Signale in ein Medium überführt werden, welches die uneingeschränkte Weiterverarbeitung und Nutzung der gewonnenen Daten ermöglicht. Durch diesen Ansatz können die Anwender der alten Funktechnik bei ihrer Aufgabenbewältigung erheblich unterstützt werden.

¹ ca. 200 000

10

Die grobe Funktionalität von BOSL lässt sich durch folgende Stichpunkte beschreiben:

• Einfache Anbindung an das analoge Funksystem

• Erkennen analoger Signale und Umwandlung dieser in digitale

• Uneingeschränkte Verarbeitung der Signale auf digitaler Ebene

• Unterstützung der Anwender des analogen Funksystems

Die folgenden Kapitel kommentieren einzelne Etappen des Entwicklungsprozesses, angefangen bei der detaillierten Untersuchung des bestehenden Systems, über die Entwicklung von Lösungsansätzen in der Spezifikation, zur Konstruktion und Implementierung der Softwarelösung. Aufgrund des gewaltigen Projektumfangs muss jedoch auf eine umfassende Beschreibung verzichtet werden. Die Gesamtstruktur und der Entwicklungsaufwand lassen sich jedoch sehr gut erkennen.

11

Kapitel 2

Die BOS und ihr Funksystem

2.1 Definition BOS

Unter der Abkürzung BOS versteht man alle deutschen Behörden und Organisationen, welche mit Sicherheitsaufgaben betraut sind. Dazu zählen:

• die Polizei der Länder:

- Landespolizei (LP)

- Bereitschaftspolizei (BePo)

- Grenzpolizei (GP)

- Polizeiverwaltungsamt (PolVA)

- Landesamt für Verfassungsschutz (LfV)

- Landeskriminalamt (LKA)

• die Polizei- und Katastrophenschutzbehörden des Bundes:

- Bundesgrenzschutz (BGS)

- Bundeskriminalamt (BKA)

- Bundesamt für Verfassungsschutz (BfV)

- Wasser- und Schifffahrtspolizei (WSP)

• die Bundeszollverwaltung (BZV)

12

• die Feuerwehren

- Freiwillige Feuerwehren (FF)

- Berufsfeuerwehren (BF)

- Werksfeuerwehren (WF)

• das Technische Hilfswerk als Organisation des Bundes (THW)

• die Katastrophenschutzbehörden der:

- Länder

- Gemeinden, Gemeindeverbände und kreisfreien Städte

- privaten Organisationen des Katastrophenschutzes

- Betreiber von Rettungshubschraubern

• die privaten und öffentlichen Hilfsorganisationen:

- Deutsches Rotes Kreuz (DRK)

- Arbeiter-Samariter-Bund (ASB)

- Johanniter-Unfall-Hilfe (JUH)

- Malteser-Hilfsdienst (MHD)

- Deutsche Lebensrettungsgesellschaft (DLRG)

- Deutsche Gesellschaft zur Rettung Schiffsbrüchiger (DGzRS)

- Bergwacht (BW)

- private Rettungsunternehmen

Die Bundeswehr, als Komponente des Bundes für die Sicherung und Verteidigung der Bundesrepublik, zählt nicht zu den BOS.

Der Sinn dieser Zusammenfassung der oben aufgeführten Behörden und Organisationen unter dem Begriff BOS liegt im Zusammenspiel dieser bei der Bewältigung ihrer Aufgaben begründet. In einem Hilfeleistungsfall - zum Beispiel bei einem Wohnungsbrand - werden in der Regel mehrere Organisationen zum Einsatz kommen. Die Feuerwehr ist für die Rettung von Personen sowie für die Brandbekämpfung zuständig. ¹ Der Rettungsdienst übernimmt die ärztliche Versorgung und Betreuung der geretteten Personen und die polizeilichen Behörden sichern

¹ Menschenrettung geht vor Brandbekämpfung

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währenddessen die Einsatzstelle und nehmen zum Schluss die Brandursachenermittlung auf.

Um bei einem solchen Szenario die reibungslose Interaktion und Kommunikation der Behörden zu sichern, muss es einheitliche Absprachen und Regelungen geben. Dabei geht es nicht um die Festlegung der Aufgaben der beteiligten BOS. Zur Überschneidung von Kompetenzen wird es in der Regel nicht kommen. ² Durch die Zusammenfassung der BOS soll vielmehr das gegenseitige Ergänzen und der uneingeschränkte Informationsaustausch in allen Situationen gefördert werden.

Deutschland gewichtet den Informationsaustausch der BOS sehr hoch und sichert als Konsequenz den dazugehörigen Behörden und Organisationen gemeinsame Kommunikationsnetze und -mittel zu. Darunter versteht man insbesondere:

• einheitliche Funkfrequenzbereiche

• reservierte Standleitungen im öffentlichen Telefonnetz

• vorgeschriebene Modulationsarten

• genormte Gerätschaften (Funkgeräte)

• genormte Alarmierungsverfahren

• einheitliche Betriebs- bzw. Dienstvorschriften

BOS definiert somit nicht nur die dazugehörigen Behörden und Organisationen, sondern auch deren Verbund in einem gemeinschaftlichen Kommunikationssystem.

Das heißt natürlich nicht, dass „Jeder Jeden hört“. Somit wäre ein Chaos bei einem Nachrichtenaustausch vorprogrammiert. Die einzelnen BOS verständigen sich über getrennte Kommunikationswege (Funkfrequenzen). Im Bedarfsfall ist es jedoch für jede Organisation sofort möglich - ohne technischen Aufwand - den Kontakt zu einer beliebigen BOS herzustellen.

In den meisten anderen Ländern betreiben die einzelnen Organisationen jeweils eigene Funk- und Kommunikationsnetze. Ein Informationsaustausch zwischen zwei unterschiedlichen Behörden kann dabei nur indirekt über die jeweiligen Leitstellen erfolgen.

² Die Feuerwehr wird auch in Zukunft für die Brandbekämpfung zuständig sein.

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2.2 Das Funknetz der BOS

Den Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben werden in Deutsch-land mehrere Frequenzbereiche - über das gesamte Frequenzspektrum verteiltzugesichert. Die wichtigsten Frequenzbereiche bzw. -bänder für die regionale Kommunikation sind:

• das 4-m-Band

• das 2-m-Band und

• das 70-cm-Band.

Die Frequenzbereiche sind in mehrere Kanäle unterteilt. Jedem Kanal werden zwei Frequenzen zugeordnet. Eine aus dem Unterband und eine aus dem Oberband. Somit kann über die Kanäle Gegensprechen (Vollduplex) betrieben werden. Als Modulationsart wird Frequenzmodulation (FM) verwendet.

Im 4-m-Band finden die „normalen“ Funkgespräche statt. Darunter versteht man die Kommunikation unter den Einsatzkräften und die Verbindung zwischen den Kräften und deren Leitstelle. Ebenso wird im 4-m-Band die analoge Alarmierung der Einsatzkräfte realisiert.

Das 2-m-Band ist für die Einsatzstellenkommunikation gedacht. Außerdem werden hier kleine, meist örtliche Funkverkehrskreise errichtet. In Ballungszentren wird das 2-m-Band auch für die digitale Alarmierung nach dem Schema des POCSAG-Codes verwendet. Das 70-cm-Band ist ein „Hilfsband“. Hier kommunizieren die Relaisstellen für den Gleichwellenfunk der einzelnen Funkverkehrsbereiche des 4-m-Bandes untereinander. Vereinzelt sind im 70-cm-Band auch Datenfunkanwendungen der BOS zu beobachten.

2.3 Die analoge Alarmierung

In diesem Abschnitt soll die analoge Alarmierung der BOS etwas näher betrachtet werden, da auf ihr das im Rahmen dieser Diplomarbeit entwickelte Programm - BOSL - basiert. Für tiefgründigere Informationen empfehle ich die Bücher: [BOS1, BOS2, BOS3].

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2.3.1 Notwendigkeit und Anwender

In einem Kommunikationsnetz können sich alle Teilnehmer eines Kanals unter-einander hören und verständigen. Bei einer großen Kanalbelegungsrate kann dies allerdings für die Beteiligten sehr lästig werden. Jeder Teilnehmer muss ständig und konzentriert den Sprechfunkverkehr verfolgen, um sich bei einem für ihn bestimmten Anruf sofort melden zu können. Außerdem werden somit die Teilnehmer mit Informationen versorgt, die sie entweder nicht benötigen, oder nicht bekommen sollten.

Bei den polizeilichen Behörden greifen diese Argumente nur teilweise. Auf eine Alarmierung wird hier in der Regel verzichtet, da alle diensthabenden Beamten unmittelbar mit einem Funkgerät ausgestattet sind und ständig miteinander kommunizieren. Anders sieht es bei den nichtpolizeilichen BOS aus. Hier ist die Einsatzfrequenz nicht so hoch wie bei den Polizeilichen. Ein ständiges Mithören wäre hier sehr belastend und aus datenschutzrechtlichen Gründen sehr bedenklich, gerade bei einer Freiwilligen Feuerwehr.

Die Einsatzkräfte tragen hier kleine Taschenempfänger ³ bei sich. Diese Geräte sind von der Größe her wesentlich leichter zu Handhaben und kosten auch einiges weniger als herkömmliche BOS-Funkgeräte. Kommt es zu einem Einsatzfall, dann kann die Leitstelle - je nach Lage - eine bestimmte Person oder Personengruppe innerhalb kürzester Zeit über die analoge Alarmierung erreichen.

2.3.2 Definition und Geschichte

Als analoge Alarmierung bezeichnet man ein Selektivrufverfahren, mit welchem innerhalb eines Funknetzes einzelne Teilnehmer gesondert gerufen und angesprochen werden können. Dabei werden jedem Teilnehmer bzw. Funkempfänger Rufnummern zugeordnet. Die einzelnen Ziffern einer Rufnummer werden durch verschieden hohe Töne (Tonfrequenzen) dargestellt. Diese Tonfrequenzen werden innerhalb einer definierten Zeitspanne über Funk ausgesendet. Sobald ein Funkempfänger seine Rufkombination in Form dieser Tonfrequenzen erkennt, signalisiert er den Alarm.

Bis 1979 wurde in Deutschland ein 3-Ton-Selektivrufverfahren verwendet. Bei diesem Verfahren bestand eine Rufkombination aus 3 Ziffern. Daraus konnten 1000 Adressen für die Alarmierung der Einsatzkräfte gebildet werden. Aufgrund der geringen Adressierungsmöglichkeit wurde 1975 das 5-Ton-Selektivrufverfahren eingeführt. Seit 1979 ist nur noch diese Alarmierungsform der analogen Alarmierung bei den BOS zulässig.

³ Funkmeldeempfänger (FME), umgangssprachlich auch Piepser

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2.3.3 5-Ton-Folgeruf

Bei dem 5-Ton-Folgeruf besteht eine Rufnummer bzw. Ruftonfolge aus 5 Stellen. Jeder Stelle können die Ziffern 0 bis 9 zugeordnet werden. Somit ergibt sich für die Ruftonfolgen eine Kombinationsreihe von 00000 bis 99999, das sind 100 000 Adressierungsmöglichkeiten.

Jede Ziffer aus der Rufnummer steht für einen bestimmten Sinuston. Die Zuordnung der Ziffern zu den Tonfrequenzen erfolgt nach einem Schema des Zentral-verbandes der Elektroindustrie (ZVEI) und wurde in der DIN IEC 489, Teil 6, Anhang P, 9.4, Gruppe D geregelt.

Tabelle 2.1: ZVEI Tonzuordnung

Die Tonlängen der Einzeltöne betragen 70 ± 15 ms. Bei der Aussendung einer Ruftonfolge werden die einzelnen Sinustöne aneinandergereiht und auf die Trägerwelle der eingestellten Sendefrequenz aufmoduliert. Als Modulationsart nutzt man die Frequenzmodulation.

Folgen innerhalb der Rufnummer zwei gleiche Ziffern aufeinander, so erhält die erste Ziffer die entsprechende Sinusfrequenz, die zweite stattdessen eine Wiederholungsfrequenz (W) von 2600 Hz. Einer ggf. dritten gleichen Ziffer wird wieder die normale Sinusfrequenz zugeordnet (siehe Abbildung 2.1). Würde man auf die Wiederholungsfrequenz verzichten, so entstünde bei zwei gleichen aufeinander folgenden Ziffern ein Ton von 140 ms. Ein Funkmeldeempfänger könnte eine solche Ruftonfolge nicht richtig auswerten.

2.3.4 Alarmierungsverfahren

Grundlegend unterscheidet man bei der Anwendung der 5-Ton-Alarmierung zwischen zwei Alarmierungsverfahren, die sich im Aufbau jedoch sehr ähneln. Zum einen bezeichnet man die Alarmierung von Führungs- und Einsatzkräften als stillen Alarm, die Ansteuerung von Sirenen als lauten Alarm.

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In beiden Alarmierungsverfahren wird die Ruftonfolge nach der ersten Aussendung aus Sicherheitsgründen ein weiteres mal ausgesendet. Danach folgt bei der lauten Alarmierung ein 5 Sekunden langer Doppelton. Erst nachdem eine Sirene die richtige Ruftonfolge und den Doppelton ausgewertet hat, löst sie den Alarm aus.

Die Funkmeldeempfänger der Führungs- und Einsatzkräfte beachten dagegen den Doppelton nicht. Sie schalten bereits nach dem Erkennen der richtigen Ruftonfolge den Lautsprecher ein. Währenddessen bei der lauten Alarmierung nach der Tonfolgewiederholung ein Doppelton gesendet wird, ertönt bei der stillen Alarmierung ein Kanalbelegton bzw. Weckton auf der Alarmierungsfrequenz. Dieser Weckton ertönt im Lautsprecher der Einsatzkräfte und signalisiert somit den Alarm. Den genauen Aufbau der beiden Alarmierungsverfahren zeigt die Abbildung 2.2.

Sender-vorlauf

Sender-Ruftonfolge Ruftonfolge Pause Pause Sirenenauslöseton

vorlauf

Abbildung 2.2: Aufbau der Alarmierungsverfahren, oben die stille Alarmierung, unten die laute Alarmierung

Moderne Funkmeldeempfänger benötigen den Weckton nicht mehr, da sie selber nach dem Empfang einer programmierten Ruftonfolge ⁴ einen entsprechenden Alarmton generieren und diesen über den eingebauten Lautsprecher ausgeben.

Der Weckton kann aber auch als eine Art Kanalbelegton angesehen werden. Dieser verhindert, dass zwischen der Tonfolgewiederholung und dem Abschluss der Alarmierung - der Sprachdurchsage der Leitstelle - eine andere Funkstation den Kanal durch ein Gespräch blockiert.

2.3.5 Anwendung und Praxis

Die 5-Ton-Alarmierung bietet 100 000 Adressierungsmöglichkeiten pro Übertragungsmedium (z. B. Funkkanal). Da aber im 4-m-Band für alle BOS nur ca. 150

⁴ Je nach Hersteller kann ein FME 2 bis 40 Rufnummern aufnehmen. Als Alarmtöne können WAVE-Files programmiert werden.

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Kanäle zur Verfügung stehen, nutzen mehrere Organisationen unterschiedlicher Bundesländer Kanäle gemeinsam. Bei einer uneinheitlichen Adressvergabe pro Kanal kann es bei Überreichweiten zu starken gegenseitigen Störungen kommen. Aus diesem Grund wird der Adressraum zu Gunsten einer bundeseinheitlichen Adressvergabe aufgeteilt.

Die erste Stelle der Ruftonfolge kennzeichnet das Bundesland. Da für 16 Bundesländer nur 10 Ziffern zur Verfügung stehen, werden manche Ziffern - je nach Größe und Lage des Bundeslandes - doppelt vergeben (siehe Tabelle 2.2). Die zweite Stelle kennzeichnet Regierungsbezirke oder Leitstellenbereiche innerhalb eines Bundeslandes. Hier obliegt die Vergabe dem jeweiligen Land und richtet sich nach landesspezifischen Kriterien. Die letzten drei Ziffern werden dann nach einem Schema an die Stadt- und Landkreise verteilt.

In der Regel stehen pro Kanal ca. 1000 Adressen zur Verfügung. Aufgrund dieses eingeschränkten Adressraumes kann nicht jeder Einsatzkraft eine persönliche Ruftonfolge zugeordnet werden. Die Zuordnung erfolgt hier nach einsatztaktischen Gesichtspunkten.

Kleine Ortschaften haben nur eine Adresse. Erfolgt eine stille Alarmierung auf diese Adresse, so ertönt der Funkmelder des zuständigen Wehrleiters, welcher in der Regel als einziger im Ort einen besitzt (z. B bei der Übermittlung von Informationen). Bei einem Brandfall wird die laute Alarmierung verwendet. Der Wehrleiter bekommt den Einsatzbefehl über seinen FME mitgeteilt, zeitgleich läuft im Ort die Sirene an und alarmiert die restlichen Einsatzkräfte.

In großen Ortschaften bzw. Städten werden dem Stadtbrandinspektor und dessen Stellvertreter oder dem Wehrleiter personenbezogene Ruftonfolgen zugeordnet. Weitere Ruftonfolgen werden jeweils für Einsatz-Klein, Einsatz-Mittel und Einsatz-Groß vergeben. Je nach Qualifikation haben die Einsatzkräfte die entsprechenden Rufnummern auf ihren FME programmiert (siehe Tabelle 2.3 und Abbildung 2.3). Eine Alarmierung über Sirene erfolgt hier nur noch in Ausnahmefällen, da in der Regel jeder Kamerad einen Funkmeldeempfänger besitzt.

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Tabelle 2.3: Zuordnung der Ruftonfolgen im Leitstellenbereich Gera am Beispiel der Stützpunktfeuerwehr Zeulenroda (OT = Ortsteil)

Abbildung 2.3: Programmierung von FME’s am Beispiel der Feuerwehr Zeulenroda

Die letzte Zeile der Tabelle 2.3 zeigt eine weitere Anwendungsmöglichkeit bei der Rufnummernvergabe, sie wird als Gruppenruf bzw. 10er-Ruf bezeichnet. In diesem Fall wertet der FME nur die ersten 4 Stellen der 5-Ton-Folge aus und signalisiert bei Übereinstimmung den Alarm. Bei der Feuerwehr Zeulenroda besitzen ausgewählte Führungskräfte diesen Gruppenruf und werden somit über alle Ereignisse in den Ortsteilen informiert. Diesen Gruppenruf gibt es auch in der Form des 100er- oder 1000er-Rufes.

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2.3.6 Pro und Kontra analoge Alarmierung

Die analoge Alarmierung wird im 4-m-Band mit dem Gleichwellenfunksystem realisiert und ist somit ein sehr schnelles Alarmierungsverfahren. Innerhalb von zwei Sekunden kann kanalweit eine Adresse alarmiert werden. Danach erfolgt die obli-gatorische Sprachdurchsage der Leitstelle, welche die Einsatzkräfte über alle Umstände informiert.

Da nach der Alarmierung die FME - für eine programmierbare Zeit - den gesamten Sprechfunkverkehr des Kanals über den eingebauten Lautsprecher ausgeben, bleibt die Einsatzkraft stets auf dem Laufenden. Außerdem kann bei Führungskräften der FME so programmiert werden, dass diese den Sprechfunkverkehr bei Bedarf ständig verfolgen können.

Der wesentliche Nachteil der analogen Alarmierung ist der geringe Adressraum. Große Bundesländer wie Nordrhein-Westfalen träumen von einer solchen Rufnummernvergabe wie sie in Thüringen (siehe Tabelle 2.3) realisiert werden kann.

Aufgrund der Tatsache, dass für die analoge Alarmierung das bestehende Gleichwellenfunksystem des Sprechfunkverkehrs genutzt wird, kann es zu wechselseitigen Störungen kommen. Ein langes Funkgespräch zweier Teilnehmer kann eine notwendige Alarmierung erheblich verzögern. Außerdem kommt es durch die ständigen Alarmaussendungen auch zur Einschränkung des Sprechfunkverkehrs. Diese Argumente erfordern daher äußerste Funkdisziplin von den beteiligten Sprechfunkteilnehmern.

Um die genannten Nachteile zu kompensieren wurde ein weiteres Alarmierungsverfahren für die BOS eingeführt - die digitale Alarmierung -. Sie beruht auf dem POCSAG-Code und wird im 2-m-Band realisiert. Bei diesem Verfahren wird der Einsatzbefehl in Textform auf das Display des DME übertragen, zu vergleichen mit dem EURO-Call-, Scall-, oder Skyper-Anwendungen. Allerdings ist die digitale Alarmierung keine wirkliche Alternative, da sie Probleme hervorruft, die bei der Analogen nicht auftraten. Der Einsatz der beiden Systeme muss daher stark abgewogen werden.

Ein weiterer Nachteil, der aber beiden Verfahren anhaftet, liegt im finanziellen Bereich. Die Alarmempfänger sind zwar um ein Vielfaches günstiger als Sprechfunkgeräte, kosten aber dennoch zwischen 200 und 600 Euro. Eine Sirenenanlage kostet sogar bis zu 4000 Euro. Ein Großteil der Gemeinden kann sich daher nur auf die nötigsten Anschaffungen beschränken. Geld für zusätzliche Gerätschaften zur Alarmüberwachung bzw. Protokollierung ist in der Regel nicht vorhanden.

Gerade hier setzt das im Rahmen dieser Diplomarbeit entwickelte Programm -BOSL - an, welches kostenlos den Gemeinden zur Verfügung gestellt werden kann.

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Kapitel 3

Unterstützungsansätze und

Spezifikation

3.1 Unterstützungsansätze

Bei der analogen Alarmierung gibt es eine Vielzahl an zusätzlichen Gerätschaften die dieses Alarmierungsverfahren sicherer machen und der alarmierenden Leitstelle oder Einsatzkraft Routineaufgaben abnehmen können. Dazu zählen unter anderem

• Alarmdrucker,

• Einsatzprotokollierer,

• Sprachaufzeichner,

• Referenzempfänger, sowie

• Tor- und Türsteuerungen.

Leider können sich viele Stadt- und Gemeindeverwaltungen diese optionalen Ausrüstungsgegenstände aufgrund der geschilderten Situation nicht leisten. Somit beschränken sie sich auf den Einsatz der gesetzlich vorgeschriebenen Mindestausstattung.

Hier liegt es nahe eine Unterstützungsmöglichkeit zu initiieren, welches mit einfachen Mitteln realisiert und auf vorhandene Gerätschaften aufgebaut werden kann. Da auch bei den BOS inzwischen EDV-Systeme vorgehalten und verwendet werden, können diese in der Regel problemlos mit kleinen Zusatzaufgaben vertraut

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