BeSmart

Das Projekt BeSmarT ist ein eher kleines aber sehr ambitioniertes Forschungsprojekt, welches die YellowMap AG zusammen mit der FH-Aachen unterstützt von den Organisatoren von DAS FEST betreibt. DAS FEST ist ein Musikfestival, das in diesem Jahr sein 30-jähriges Bestehen feiert. Hervorgegangen aus einer kleinen Gruppe lokaler Künstler, die in Karlsruhe ein kleines Open Air Festival organisierten, hat es sich bis heute zu einem weit über Karlsruhe hinaus bekannten Großereignis entwickelt. Nationale und internationale Top Acts locken inzwischen über 200.000 Besucher nach Karlsruhe. Aus Sicht der Organisation ist dabei eigentlich nur das Gelände, die Günther-Klotz-Anlage, gleich geblieben. Alles andere musste über die Jahre an die immer größeren Dimensionen angepasst werden.

Sicherheit bei DAS FEST

Die Sicherheit stellt bei solchen Großereignissen ein zentrales Problem dar. Unfälle sind in einer feiernden Menge nie auszuschließen. In einer dicht stehenden oder sich bewegenden Menschenmenge sind Verletzte jedoch selbst auf kürzeste Distanz kaum zu erkennen. Dadurch steigt das Risiko zusätzlicher Verletzungen oder Folgeunfälle. Zwar sind Hilfskräfte selbstverständlich an vielen Stellen auf dem Gelände präsent, aber auch diese erfahren unter ungünstigen Umständen erst sehr spät, dass ein Unfall stattgefunden hat und wo. Insbesondere das wo stellt auch für die dann ausrückenden Teams ein Problem dar. Der Ort muss relativ genau bekannt sein, damit der Verletzte gefunden werden kann.

Das Smartphone als Lösung

Mobile Geräte wie Smartphones wären die perfekte Lösung. Sie bieten einerseits die nötige Kommunikation und andererseits sind die Geräte über GPS-Sensoren in der Lage, die Position auf wenige Meter genau zu bestimmen. Ein solcher elektronischer Notruf könnte automatisch verarbeitet, angezeigt und an das Team geleitet werden, das sich dem Verletzten am nächsten befindet. Dadurch könnte somit die Zeit bis zum Eintreffen von Hilfe am Ort des Geschehens entscheidend verkürzt und das Risiko weiterer Unfälle oder Verletzungen durch die nachdrängenden Massen minimiert werden. Ein Problem besteht jedoch darin, dass die große Anzahl von Besuchern und Geräten auf einem kleinen Areal das Mobilfunknetz überfordert. Selbst SMS brauchen auf DAS FEST unter Extrembedingungen bis zu Stunden, um ausgeliefert zu werden. Ohne Kommunikation sind die Smartphones wertlos. Man bräuchte also ein unabhängiges stabiles Netz, welches Notrufe übermittelt.

Der Ansatz

BeSmarT baut darauf auf, dass jedes mobile Gerät prinzipiell ein sogenanntes Ad-Hoc-Netz aufspannen oder sich in ein solches einklinken kann. Ein Ad-Hoc-Netz kommt also ohne festen Bezugspunkt und koordinierende Instanz aus. Die Geräte organisieren sich selbst. Eine Nachricht wird in einem solchen Netzwerk von Gerät zu Gerät weitergereicht, bis sie ans Ziel gelangt. Jedes einzelne Gerät stellt Übertragungskapazität zur Verfügung. Das Netz wächst buchstäblich mit seinen Aufgaben und ist von zusätzlicher Infrastruktur unabhängig. Wenn ein solches Ad-Hoc-Netzwerk das gesamte Veranstaltungsgelände überspannt, können folglich Notrufe von jedem Punkt aus an die Einsatzkräfte geleitet werden.

Technische Problemstellung

Als Basis für Ad-Hoc-Netze stehen auf heute üblichen Smartphones WLAN (im Ad-Hoc-Modus als WiFi Direct bezeichnet) oder Bluetooth zur Verfügung. WiFi-Direct hat die höhere Reichweite, unterstützt höhere Übertragungsraten und kann mehr Geräte direkt verbinden, aber es hat auch vier entscheidende Nachteile:

Der Teilnehmer muss sich aktiv in das Ad-Hoc-Netz einklinken,
Das Gerät, welches das Netz aufspannt, wird ein Access Point, kann aber selbst weder senden noch empfangen,
Ein Ad-Hoc-Netz ist auf die Teilnehmerzahl eines mobilen Access Points begrenzt,
Ein Teilnehmer kann nicht in mehreren Netzen sein. Nachrichten werden daher nur innerhalb der Teilnehmer eines Netzes weitergereicht.

Daher scheidet dieser Standard aus. Bluetooth hingegen hat eine geringere Reichweite, eine geringere Datenrate, kann weniger Geräte (8 aktiv) direkt verbinden, aber

Jedes Gerät im Netz ist gleichzeitig Accesspoint und Teilnehmer. Das Netz ist also physikalisch nicht auf eine Teilnehmerzahl beschränkt.
Das üblicherweise nötige Pairing der Geräte, das einen Nutzereingriff erfordert, kann durch die Software umgangen werden.

Damit fällt die Wahl zunächst auf Bluetooth. Probleme entstehen jedoch durch ein Zusammenwirken zweier Faktoren. Erstens sorgt die Bewegung der Besucher dafür, dass sich die und Entfernungen gepaarter Geräte voneinander permanent verändern. Zweitens verringert sich durch die hohe Konzentration von Geräten die Reichweite auf nur wenige Meter. Folglich genügen ein paar wenige Schritte des Besitzers und die Verbindung reißt ab. Notrufe müssen jedoch durchkommen, auch wenn einzelne Verbindungen ausfallen. Für das Routing wird somit Bandbreite benötigt, die umso stärker zunimmt, je mehr Geräte betroffen sind. Allein die Aufrechterhaltung eines Ad-Hoc-Netzes dieser Größe belastet daher das Netz in erheblichem Maße.

Herausforderungen für die spätere Anwendung

In einer späteren flächendeckend eingesetzten Anwendung muss vor allem das Netz stabil gehalten werden. Das erfordert aufgrund der verringerten Reichweite, dass eine möglichst hohe Anzahl von Besuchern, die zudem möglichst zu jedem Zeitpunkt gleichmäßig verteilt sind, die Anwendung nutzen. Das soll durch die Integration einer entsprechenden Basissoftware in die offizielle DAS FEST-App gewährleistet werden.