Ortungstechnik Lauschen auf den Knall vom Wedding

Im Berliner Wedding beschäftigt ein mysteriöses Geräusch die Menschen. Es ließe sich wohl orten - mit einem Verfahren, das auch bei der Suche nach Heckenschützen zum Einsatz kommt.

Ortungstechnik (bei der Polizei in Oakland, Kalifornien): Woher kommt ein Geräusch?
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Ortungstechnik (bei der Polizei in Oakland, Kalifornien): Woher kommt ein Geräusch?

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Berlin - Es dauerte nur drei Minuten, bis die Cops am Tatort waren. Um 19.22 Uhr registrierten Sensoren Schüsse aus einer Kleinkaliberwaffe, der anschließende Alarm wurde von einem Analysten ausgewertet, um 19.25 Uhr waren Beamte des Milwaukee Police Department dann vor Ort. So beschreibt die "New York Times" einen Einsatz des ShotSpotter-Systems des Herstellers SST, das mittlerweile in mehr als 70 Städten der USA im Einsatz ist, darunter Boston, Chicago, San Francisco, Oakland, Milwaukee und Minneapolis. Seine Aufgabe: Allein aus Geräuschen die Position einer Schießerei ermitteln - und das mit hoher Effizienz, wie der Hersteller wirbt.

Das zugrundeliegende physikalische Prinzip ist im Grundsatz recht einfach - und könnte wohl auch genutzt werden, die Quelle des mysteriösen, wiederkehrenden Geräuschs zu finden, das derzeit Menschen im Berliner Ortsteil Wedding beschäftigt. Laut Ohrenzeugen klingt der Lärm, "als sprenge jemand eine Telefonzelle in die Luft". Die Quelle der spätabendlichen Rumpelei ist trotz Recherchen von Boulevardjournalisten und Fernsehteams noch immer nicht gefunden.

"Um eine Schallquelle zu orten, sind mehrere im Raum verteilte Mikrofone nötig", sagt Johannes Wendeberg vom Institut für Informatik an der Universität Freiburg. "Aus dem Zeitunterschied, mit dem das Signal jeweils bei ihnen ankommt, lässt sich dann die Richtung und gegebenenfalls auch die Position berechnen." Time Differences of Arrival, kurz TDoA, heißt das Prinzip, das bei der sogenannten Multilateration angewendet wird.

Schon auf Schlachtfeldern des Ersten Weltkriegs wurde das Verfahren eingesetzt, dabei ging es um große Geschütze. Das US-Militär verwendet weiterentwickelte Systeme heute gegen Heckenschützen. Auch das ShotSpotter-System setzt auf die unterschiedlichen Signallaufzeiten zwischen verschiedenen Empfängern. Hier sind die Mikrofone unter anderem an Gebäuden, Strom- und Lichtmasten angebracht. Sie lauschen, was sich auf den Straßen der Stadt so tut.

Ein Meter in drei Millisekunden

Wird ein verdächtiges Geräusch aufgefangen, wird es analysiert. Das übernimmt zunächst eine Software, dann ein Mitarbeiter in einem kalifornischen Kontrollzentrum. Er alarmiert dann gegebenenfalls die Behörden vor Ort. Die loben, dass auf diese Weise deutlich mehr Schießereien gemeldet werden als durch Telefonanrufe. Denn gerade in kriminalitätsgeplagten Gegenden alarmiert kaum mehr jemand die Beamten, wenn's mal wieder knallt. Bürgerrechtsaktivisten sehen in dem Lauschsystem hingegen einen ersten Schritt hin zum totalen Polizeistaat.

Schallwellen sind in der Luft vergleichsweise langsam unterwegs. Abhängig von der Temperatur liegt die Schallgeschwindigkeit bei etwa 343 Metern pro Sekunde. Oder anders ausgedrückt: Um einen Meter zurückzulegen, braucht der Schall rund drei Millisekunden. Wenn zwei Mikrofone also einen Meter auseinanderstehen, dann registrieren sie ein und dasselbe Signal - je nach Herkunft - mit bis zu drei Millisekunden Verzögerung.

"Diese Zeitunterschiede kann man gut messen", sagt Johannes Wendeberg. "Manche Musiker könnten sie sogar hören." Wer also ungefähr weiß, woher das Signal kommen könnte, muss in der Nähe drei Mikrofone aufstellen. Außerdem ist eine genaue Uhr nötig, mit der die Aufnahmen synchronisiert werden. Dann lässt sich der Unterschied in der Signallaufzeit berechnen.

Beamforming nennen Fachleute das zielgerichtete Lauschen mit mehreren Mikrofonen. Wenn man weiß, wo sie sich genau befinden, lässt sich ein sogenannter Richtungsstrahl errechnen. Er gibt die Richtung an, aus der das Signal kommt, nicht aber die Entfernung. Dafür bräuchte man eine weitere Messung. Deren Richtungsstrahl schneidet den ersten dann an der Quelle der Knalls - oder zumindest in der Nähe.

Auf der Suche mit der Akustischen Kamera

Möglichst viele Messungen, am besten auch von anderen Orten, verfeinern die Sache. Natürlich machen Störquellen die Messungen ungenau. Besonders tückisch in bebauter Umgebung sind Echos. "Da muss man erst herausfinden, welches das richtige Signal ist", sagt Johannes Wendeberg.

Das Berliner Unternehmen Gfai Tech, eine Tochterfirma der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik, hat eine sogenannte Akustische Kamera entwickelt. Sie setzt auf das Prinzip Beamforming und dient normalerweise zum Beispiel Autodesignern dazu, Lärmquellen in einem Fahrzeug schon bei der Entwicklung zu lokalisieren. Angeschlossen wird dafür gleich ein ganzes Netz von Mikrofonen.

Mit einem Reporter der "B.Z." hat Benjamin Vonrhein von Gfai Tech die Akustische Kamera kürzlich auch im Wedding ausprobiert. Im neunten Stock eines Hochhauses an der Behmstraße nahm das Duo nach einigem Warten tatsächlich einen Knall wahr - 85,5 Dezibel laut. Die Quelle ließ sich mit der einen Messung nicht ganz genau lokalisieren. Sie sei aber ungefähr 80 Meter vom Messpunkt entfernt gewesen, sagt Vonrhein, irgendwo hinter einem Sportplatz.

Womöglich sei das Geräusch auch aus dem Untergrund gekommen. Er sei sich ohnehin nicht so recht sicher, so sagt Vonrhein nach der Lektüre von Zeugenaussagen, ob es den einen Knall vom Wedding tatsächlich gibt. "Womöglich hören unterschiedliche Leute auch unterschiedliche Sachen." Aber er will wieder messen. Ein Fernsehsender hat sich angekündigt.

Vielleicht ist die Erklärung des Phänomens im Wedding auch noch verstörender: Seit zehn Jahren spielt das Primetime Theater dort die Episoden seiner Theatersitcom "Gutes Wedding, schlechtes Wedding" - als "Mischung aus 'Friends' und den 'Simpsons'", wie die Macher sagen. Schon im Oktober 2012 hatte die Comedytruppe in einer Episode vorhergesagt, dass die Hauptstadt nach geheimnisvollen Geräuschen in Schutt und Asche gelegt wird - durch ein Erdbeben.

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Seite 1
sototh 05.04.2014
1. Nicht nur Musiker
Zitat von sysopAPIm Berliner Wedding beschäftigt ein mysteriöses Geräusch die Menschen. Es ließe sich wohl orten - mit einem Verfahren, das auch bei der Suche nach Heckenschützen zum Einsatz kommt. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/wedding-knall-in-berlin-soll-mit-ortungstechnik-aufgespuert-werden-a-962658.html
Alle Lebewesen mit mindestens zwei Ohren können diese Zeitunterschiede hören. Sie werden als Herkunftsrichtung des Geräuschs interpretiert.
kumi-ori 05.04.2014
2. Eine Stadt jagt ein Geräusch
Vielen Dank für die sehr ausführliche und anschauliche technische Erklärung. Jetzt hat wirklich niemand mehr eine Ausrede, wenn er das Prinzip nicht kapiert hat. Dann viel Spaß beim digitalen Wünschelruten-Gehen! Vielleicht könnte man aber auch einfach die Berliner Philharmoniker ausschwärmen lassen.
Hallohier 05.04.2014
3. schade das die Kommentare nicht beachtet wurden
Schade das vom Autor die Kommentare zum vorhergehenden Artikel nicht beachtet wurden, da waren einige sehr gute Hinweise drin. In Berlin Spandau Neustadt hörten wir den Knall auch regelmäßig aus Richtung Gesundbrunnen (wie einige andere Leser bereits schrieben). Was da die Springer Leute aufgezeichnet haben wollen, kann aber nicht der Knall gewsen sein - von 83 Dezibel wacht kaum jemand auf. Der gemeinte Knall ist aber in einer Lautstärke, dass wie einige Leser schrieben, die Fenster zittern und man im Bett steht. Die beste Beschreibung ist die der herunterfallenden großen Metallplatte (so aus 20 m Höhe mit 20 m Durchmesser) - Polenböller sind bei allen Vermutungen niemals so laut und von solcher Intensität, auch Blendgranaten erreichen diese nicht (wie geäußert wurde). Am besten fand ich den Hinweis mit den Entspannungsgeräuschen bei Abkühulung usw. - bei Gesundbrunnen liegen riesige unterirdische Bunkeranlagen aus Stahlbeton mit wenig Dehungsfugen ...
PublicTender 05.04.2014
4.
Zitat von sysopAPIm Berliner Wedding beschäftigt ein mysteriöses Geräusch die Menschen. Es ließe sich wohl orten - mit einem Verfahren, das auch bei der Suche nach Heckenschützen zum Einsatz kommt. http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/wedding-knall-in-berlin-soll-mit-ortungstechnik-aufgespuert-werden-a-962658.html
"Time Differences of Arrival" Man muss nicht jeden englischen Quatsch wiederkauen weil es hip klingt. Die im Deutschen übliche Bezeichnung lautet Triangulation und findet auf Funkbasis auch bei der Ortung von Mobilfunkgeräten Anwendung.
tweet4fun 05.04.2014
5. Unspektakulärer Vorschlag
Eine Großstadt wie Berlin hat ein riesiges unterirdisches Kanalalisations- und Versorgungstunnelsystem. Es entwickelt sich ständig Methangas. Da braucht es nur eine Kombination einer Methangastasche und einem gelegentlichen elektrischen Funken an einer alten Leitung - und BUMM - wir haben eine Verpuffung. Das würde auch das erwähnte damit einhergehende metallische Scheppern erklären: Ein Gullydeckel. Nicht umsonst sind die Gullydeckel so schwer und mit Entlüftungsschlitzen versehen. Das passiert auch in New York immer wieder einmal - warum nicht auch in Berlin. Und daß man das bisher nur in der Nacht registriert hat, liegt an der Abwesenheit vom enormen Umweltlärm einer Großstadt am Tage.
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