Zivilschutz- Forschung - Schutzkommission

Zivilschutz-
Forschung
Schriftenreihe der Schutzkommission beim Bundesminister des Innern
Herausgegeben vom Bundesverwaltungsamt – Zentralstelle für Zivilschutz –
im Auftrag des Bundesministerium des Innern
Neue Folge Band 45
Volkmar Held
Technologische Möglichkeiten einer
möglichst frühzeitigen Warnung der
Bevölkerung
– Kurzfassung –
Technological Options for an Early
Alert of the Population
– Short Version –
ISSN 0343-5164

ZIVILSCHUTZFORSCHUNG
Neue Folge Band 45

Zivilschutz-
Forschung
Schriftenreihe der Schutzkommission beim Bundesminister des Innern
Herausgegeben vom Bundesverwaltungsamt – Zentralstelle für Zivilschutz –
im Auftrag des Bundesministerium des Innern
Neue Folge Band 45
Volkmar Held
Technologische Möglichkeiten einer
möglichst frühzeitigen Warnung der
Bevölkerung
– Kurzfassung –
Technological Options for an Early
Alert of the Population
– Short Version –
ISSN 0343-5164

Herausgeber: Bundesverwaltungsamt – Zentralstelle für Zivilschutz –
Deutschherrenstr. 93–95, 53117 Bonn
Telefon: (02 28) 9 40-0
Telefax: (02 28) 9 40-14 24
Internet: www.bundesverwaltungsamt.de
Die Arbeit gibt die Meinung des Autors wieder. Sie stellt keine Äußerung
des Herausgebers dar und ist auch nicht als solche auszulegen.
Übersetzung: Bundessprachenamt
© 2001 by Bundesverwaltungsamt – Zentralstelle für Zivilschutz – Bonn
Satz und Druck: Medienhaus Froitzheim AG, Bonn, Berlin
4

Inhalt
1 Ausgangssituation der Bevölkerungswarnung in
Deutschland ............................................................................................................................................ 9
2 Ziele und Aufgaben der Studie ...................................................................................... 10
3 Vorgehensweise .................................................................................................................................. 11
4 Bestandsaufnahme .......................................................................................................................... 12
4.1 Ist-Stand und Potential der Bevölkerungs-Alarmierung
durch Sirenen ........................................................................................................................................ 12
4.2 Ausrüstung der Lagezentren und Leitstellen der BOS ...................... 13
4.3 Kommunikationsnetze der BOS .................................................................................... 13
4.4 Warnmeldungen und Informationen durch öffentliche und
private Rundfunkanstalten .................................................................................................. 14
4.5 Öffentliche (nicht BOS) und private Organisationen mit
internen Warn- und Informationssystemen ...................................................... 15
4.6 Warnsysteme des Zivil- und Katastrophenschutzes im
benachbarten europäischen Ausland........................................................................ 16
5 Anforderungen und Bewertung .................................................................................... 18
5.1 Anforderungen an Warnsysteme und Teilsysteme .................................. 18
5.2 Bewertung ................................................................................................................................................ 20
5.2.1 Vorgehensweise .................................................................................................................................. 20
5.2.2 Berechnung der Erreichbarkeit ...................................................................................... 21
5.2.3 Kosten ............................................................................................................................................................ 23
5.2.4 Wirtschaftlichkeit ............................................................................................................................ 24
5.2.5 Systemkompatibilität (nur Teilsysteme) .............................................................. 24
5.2.6 Realisierung ............................................................................................................................................ 24
5.2.7 Akzeptanz ................................................................................................................................................ 24
6 Technologien für Warnsysteme ...................................................................................... 25
6.1 Auswahl möglicher Systeme .............................................................................................. 25
6.2 Technische und wirtschaftliche Darstellung der Systeme ................ 26
6.2.1 Vorzugsliste .............................................................................................................................................. 26
6.2.2 Nachrüstung des Bevölkerungs-Alarmsignals bei Feuerwehrsirenen
............................................................................................................................................ 27
6.2.3 Neuaufbau von elektronischen Sirenen ................................................................ 28
6.2.4 Hörfunk und Fernsehen, analog und digital, terrestrisch,
über Kabel und Satellit .............................................................................................................. 29
5

6.2.5 Spezialempfänger UKW mit RDS .............................................................................. 30
6.2.6 Spezialempfänger DAB ............................................................................................................ 32
6.2.7 Mobilfunk GSM Cell Broadcast .................................................................................... 32
6.2.8 Mobilfunk UMTS ............................................................................................................................ 34
6.2.9 Langwellenfunk DCF 77 .......................................................................................................... 34
6.2.10 Langwellenfunk EFR .................................................................................................................. 36
6.2.11 Satelliten- Kommunikationssystem für Daten .............................................. 37
6.2.12 Festnetze der Polizei .................................................................................................................... 38
6.2.13 Öffentliche Festnetze .................................................................................................................. 39
6.3 Bewertung der Teilsysteme nach Kernfunktionen .................................. 41
6.3.1 Alarmierung ............................................................................................................................................ 43
6.3.2 Warnmeldung ........................................................................................................................................ 43
6.3.3 Information .............................................................................................................................................. 43
6.3.4 Kommunikation.................................................................................................................................. 43
7 Technische Realisierungsmöglichkeiten von Warnsystemen ...... 44
7.1 Systemstruktur...................................................................................................................................... 44
7.2 Systementwurf ...................................................................................................................................... 45
7.3 Konzeptvarianten des Warnsystems .......................................................................... 49
7.4 Bewertung der Warnsystem-Varianten .................................................................. 50
7.4.1 Notwendige und wünschenswerte Anforderungen.................................. 50
7.4.2 Reaktionszeiten .................................................................................................................................. 52
7.4.3 Erreichbarkeit ...................................................................................................................................... 52
7.4.4 Kosten ............................................................................................................................................................ 52
7.4.5 Wirtschaftlichkeit .............................................................................................................................. 56
7.4.6 Realisierung und Akzeptanz .............................................................................................. 57
7.4.7 Platzierung der Warnsystem-Varianten.................................................................. 57
8 Zusammenfassung .......................................................................................................................... 59
9 Europäische Aspekte .................................................................................................................. 61
10 Empfehlungen .................................................................................................................................... 62
11 Begriffe und Abkürzungen .................................................................................................. 64
12 Anhang ........................................................................................................................................................ 66–71
6

VORWORT
Das Forschungsvorhaben mit dem Thema „Technologische Möglichkeiten
einer möglichst frühzeitigen Warnung der Bevölkerung“ wurde im Sommer
1998 durch das Bundesministerium des Innern öffentlich ausgeschrieben
und im September 1998 an die Firma Hörmann GmbH vergeben. „Warnung“
wird dabei als Oberbegriff für die Kernfunktionen: Alarmierung,
Warnmeldung, Information und Kommunikation verwendet, wobei Kommunikation
für den System-internen Transport der Meldungen steht.
Unterstützt und fachlich begleitet wurden die Arbeiten durch eine projektbegleitende
Arbeitsgruppe, die aus Vertretern des Bundesamtes für Zivilschutz,
der Innenministerien der Länder und der Schutzkommission zusammengesetzt
war. Den Damen und Herren der Arbeitsgruppe, wie auch den
zahlreichen Gesprächspartnern aus Industrie, Behörden und Medien des Inund
Auslandes, dankt die Firma Hörmann und der Berichtsverfasser für die
kooperative Zusammenarbeit, die Informationen und wertvollen Anregungen
bei der Bearbeitung der Studie.
Die Bearbeitung des Forschungsvorhabens ist in fünf Zwischenberichten
sowie im Abschlussbericht festgehalten. Die vorliegende Kurzfassung
des Abschlussberichtes enthält nur die wichtigsten Ergebnisse und Folgerungen.
Die umfangreichen Datenerfassungen, Auswertungen und Detailergebnisse
sind im Hauptbericht zu finden, der insgesamt ca. 600 Seiten
umfasst.
7

1 Ausgangssituation der Bevölkerungswarnung
in Deutschland
Während des kalten Krieges wurden sowohl vom Zivilschutz der Bundesrepublik
als auch von der Zivilverteidigung der DDR umfangreiche Systeme
zur Bevölkerungswarnung aufgebaut. Die beiden wichtigsten Komponenten
der Warnsysteme waren Sirenen zur Alarmierung sowie die Mitbenutzung
des Rundfunks für Warnmeldungen und Informationen zur
Gefahrenlage.
Als Folge der politischen Entspannung wurden die teuren Alarmierungssysteme
aufgegeben und Ende 1992 außer Betrieb genommen. Übrig geblieben
ist die Bevölkerungswarnung durch den Rundfunk sowie teilweise,
in besonders gefährdeten Gebieten, eine lokale Alarmierung über Sirenen
durch den Katastrophenschutz. Dies gilt sowohl für externe und interne
Gefahren im Frieden als auch für Bedrohungen im Verteidigungsfall. Allerdings
zeigt sich bei zeitkritischen Situationen, wie z.B. dem Hochwasser
des vergangenen Jahres immer wieder, dass die Rundfunkwarnung ohne
vorangehende Alarmierung nur eine begrenzte Bevölkerungsgruppe rasch
erreichen kann. Eine rasche und flächendeckende Alarmierung der Bevölkerung
im Verteidigungsfall oder bei Katastrophen und größeren Schadensereignissen
ist mit dem verfügbaren System nicht mehr möglich.
Inzwischen hat der Gesetzgeber in der gesetzlichen Neuordnung des Zivilschutzes
vom 25. 03. 97 die Warnung der Bevölkerung im Verteidigungsfall
zwar weiterhin als Bundesaufgabe definiert, sie jedoch technisch und organisatorisch
den Ländern und dem dortigen Katastrophenschutz zugeordnet.
Da die Länder gegenwärtig zumindest die Alarmierung der Bevölkerung
nicht mit der notwendigen Geschwindigkeit und im notwendigen Umfang
durchführen können, sind Überlegungen für die Gestaltung eines zukünftigen
Bevölkerungs-Warnsystems notwendig, das flexibel, sowohl für den
Zivilschutz im Verteidigungsfall, als auch für den Katastrophenschutz
geeignet ist.
9

2 Ziele und Aufgaben der Studie
Vor dem Hintergrund der dargestellten Defizite einerseits und des Bedarfs
für eine flexible, möglichst umfassende Bevölkerungswarnung andererseits,
waren in der vorliegenden Studie technische Unterlagen zu erarbeiten, die
den Innenministerien als Entscheidungshilfen für die Realisierung eines
neuen Warnsystems dienen sollen.
Wichtige Vorgaben waren dabei :
• Verzicht auf ein spezifisches, einheitliches Warnsystem
• Mitbenutzung moderner Technologien des täglichen Lebens aus dem
Kommunikations- und Informationsbereich zur Warnung
• Nutzung des Warnsystems sowohl für den Zivil- als auch den Katastrophenschutz
mit sehr unterschiedlichen Aufgaben und Warnbereichen
(zwischen bundesweit und lokal)
• Keine Definition spezifischer Szenarien. Das bedeutet: die effiziente,
frühzeitige (rasche) Warnung muss auch im ungünstigsten Fall, ohne Vorwarnung,
sowohl bundesweit als auch lokal möglich sein.
• Im wesentlichen intakte Infrastrukturen der Informations- und Kommunikationstechnik.
Nur begrenzte Zerstörungen und keine allgemeine
Störung des Funkverkehrs im Verteidigungsfall (z.B. durch NEMP,
Nuclear Electro Magnetic Pulse).
Hauptziel der Studie war es, neue Technologien mit Warnpotential zu finden,
die innerhalb eines integrierten Warnsystems die Kernfunktionen Alarmierung,
Warnmeldung, Information und Kommunikation übernehmen
können. Schwerpunkt sollte dabei die Alarmierung sein, mit der die Aufmerksamkeit
der Bevölkerung für die nachfolgenden Warnmeldungen und
Informationen erreicht bzw. erzwungen wird.
Hauptaufgaben waren hierfür sowohl die Identifikation, Prüfung und die
Bewertung neuer, mitbenutzter Technologien und Systeme als auch die
Konzeption eines sich hieraus aufbauenden, zukünftigen Warnsystems.
Beim Konzept des Warnsystems standen Systemstruktur, Systementwurf,
Leistungen, Kosten und die Realisierbarkeit im Vordergrund.
Wichtig war, dass entsprechend der Aufgabenstellung ausschließlich technisch/wirtschaftliche
Aspekte und nicht psychologische Fragen oder Zuständigkeiten
untersucht werden sollten.
10

3 Vorgehensweise
Aus der Zielsetzung und der Aufgabenstellung ergab sich die Vorgehensweise
in vier Arbeitsschritten durch die folgenden Fragestellungen:
• Was ist vorhanden?
Bestandsaufnahme vorhandener Bevölkerungs-Warnsysteme im öffentlichen
und privaten Bereich und im europäischen Ausland
• Was ist verlangt?
Definition der Anforderungen, Bewertungskriterien und Rahmenbedingungen
für Warnsysteme
• Was ist zusätzlich nutzbar?
Identifikation, Analyse, technische und wirtschaftliche Bewertung von
Technologien und Systemen zur Mitbenutzung in Warnsystemen
• Welche Lösungen für Warnsysteme sind realisierbar?
Aufstellung von Konzepten für Warnsysteme aus vorhandenen und neuen
Teilsystemen; technische und wirtschaftliche Bewertung, Prüfung der
Realisierbarkeit
11

4 Bestandsaufnahme
Durch die Bestandsaufnahme wurde festgestellt, welches Potenzial zur
Bevölkerungswarnung in Deutschland vorhandenen ist und wie dieses in
ein zukünftiges Warnsystem integriert werden könnte. Warnsysteme im
europäischen Ausland wurden im Hinblick auf die Übernahme von Anforderungen,
von Verfahren oder von Teilsystemen untersucht.
4.1 Ist-Stand und Potenzial der Bevölkerungs-Alarmierung
durch Sirenen
Die Situation der Sirenenalarmierung in Deutschland zwischen 1992 und
2000 ist im Bild 4-1, Seite 12 dargestellt:
Bis 1992 gab es ca. 87.000 Elektro-Motorsirenen (ES) und Elektronische
Sirenen (ELS) sowie in Westdeutschland ca. 500 Hochleistungssirenen
(HLS). Erstere wurden meist in Doppelnutzung durch den Zivilschutz und
die Feuerwehr betrieben, letztere nur durch den Zivilschutz. Die unter-
Einen ersten Aufschluss
über die Wirksamkeit dieser
Sirenen gibt der Wert der
Technischen Versorgung VT.
Dieser Wert entspricht dem
Prozentsatz der Bevölkerung,
der sich im „Hörbereich“
(60 dB [A]) der Sirenen
aufhält. Der Ist-Stand
von VT beträgt gegenwärtig
ca. 16%, das Potenzial von
VT ist ca. 42%.
Zu beachten ist, dass der
Prozentsatz der tatsächlich
durch die Sirenen erreichten
Bevölkerung infolge Gebäudedämpfung
oder Umgebungslärm
(siehe Tabelle
A-5 und A-6, Anhang, Seite
67, 68) wesentlich unter
diesen Werten liegt.
Tabelle A-1, Anhang, Seite
66 zeigt die Gesamtzahl der
Sirenen in Deutschland und
den Bundesländern für die
Jahre 2000 und 1992 sowie
die entsprechenden Werte
der Technischen Versorgung
VT. Die angegebenen Sirenenzahlen
entsprechen
Motorsirenen ES. Hochleistungssirenen
HLS wurden
mit dem Faktor 10 und elektronische
Sirenen ELS mit
dem Faktor 4 eingerechnet.
12
Stand bis 1992
Elektromotorsirenen ES Hochleistungssirenen HLS
S: 87.000
Auslšsung Feuerwehr
Ist-Stand 2000
S: 39.000
S: 15.000
V : 16%
T
Auslšsung Feuerwehr, Kat Schutz
Bevšlkerungsalarmsignal nur teilweise
Potenzial 2000 +
S: 39.000
S: 39.000
V : 42%
T
Auslšsung Feuerwehr, Kat Schutz
NachrŸstung Bevšlkerungsalarmsignal
S: 500
V : 80%
T
Demontage 92 - 95
Auslšsung
Zivilschutz
Alarmsignal Feuerwehr
Alarmsignal Bevšlkerung
( Heulton 1 Minute )
S: Anzahl der Sirenen V : Technische Versorgung Bevšlkerungsalarm
T
Bild 4-1: Alarmierung mit Sirenen in Deutschland, Stand 1992,
Ist-Stand 2000, Potenzial für zukünftiges Warnsystem

schiedlichen Alarmsignale (zweimal unterbrochener Dauerton von einer
Minute für die Feuerwehr und Heulton von einer Minute für die Bevölkerung)
und unterschiedlichen Ansteuerungstechniken (Funk bei der Feuerwehr,
Standleitung beim Zivilschutz) sind im Bild 4-1 angedeutet.
Die 1993, nach der Stilllegung des Zivilschutz-Warnsystems an die Gemeinden
übergebenen ca. 39.000 Sirenen werden heute wie folgt genutzt:
• 24.000 Sirenen nur für die Alarmierung der Feuerwehr und nicht zur Alarmierung
der Bevölkerung. Sie können nur das Feuerwehrsignal (zweimal
unterbrochener Dauerton von 1 Min.) abgeben.
• 15.000 Sirenen für die Alarmierung der Feuerwehr und zusätzlich, mit
einminütigem Heulton, für die Alarmierung der Bevölkerung.
Mit den letztgenannten Sirenen ist die Alarmierung der Bevölkerung innerhalb
eines Umkreises von 10 km, teilweise bis 25 km um Kernkraftwerke
sowie teilweise in der Umgebung von Gefahrstoffbetrieben und Hochwassergebieten
gesichert. Diese Situation wird nachfolgend als „Ist-Stand“ der
Alarmierung durch Sirenen bezeichnet.
Bei Nachrüstung der 24.000 Feuerwehrsirenen mit zusätzlichem Bevölkerungs-Alarmton
würde ein Potenzial von 39.000 Sirenen für die Bevölkerungsalarmierung
verfügbar (Bild 4-1). Diese Zahl wird als „Potenzial“ der
Sirenenalarmierung bezeichnet.
4.2 Ausrüstung der Lagezentren und Leitstellen der BOS
Die Lagezentren der Länder sowie die nachgeschalteten Leitstellen der
Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) werden auch
zukünftig für die Auslösung und Bearbeitung der Warnungen zuständig
sein. Sie sind durchgehend besetzt, fast ausnahmslos mit Rechnern, graphischen
Systemen und Alarmierungssystemen ausgestattet und mit der EDVgestützten
Bearbeitung von Meldungen vertraut.
Dies sind gute Voraussetzungen für die Integration neuer Warnsysteme.
4.3 Kommunikationsnetze der BOS
Ein besonders wichtiges Element in Warnsystemen sind funktionierende
und sichere Telekommunikationsverbindungen. Sie sind der „Nervenstrang“
oder auch „Backbone“ des Warnsystems und verbinden die auslösenden
Zentralen oder Leitstellen mit den mitbenutzten Systemen.
Die in letzter Zeit erheblich modernisierten Festnetze der Polizei könnten
hierfür eine geeignete Basis bilden:
CNP-ON (Corporate Network Police, Obere Netzebene) ist ein bundesweites,
integriertes WAN-Festnetz der Innen-Behörden der Länder und des
13

Bundeskriminalamtes mit hierarchischer Struktur für Sprache, Text und
Daten zur Verbindung der Länder untereinander.
CNP-UN (Corporate Network Police, Untere Netzebene) sind die landesweiten
Polizeinetze für Sprache, Text, Datenübertragung und Intranet. Es
handelt sich um geschlossene Festnetze, die meist aus mehreren lokalen
Breitband-LAN bestehen, die durch WAN verbunden sind. Weitestgehend
sind offene TCP/IP Protokolle eingeführt und es besteht eine Intranetstruktur.
Die Übergänge zu anderen Netzen sind durch Sicherungseinrichtungen
(Firewalls) geschützt.
In diesen Netzen für die geschlossene Nutzergruppe der Polizei ist die
Zugangs- und Missbrauchsicherheit gewährleistet. Die Integration der Bundeswarnzentralen
in das CNP ON zur Bevölkerungswarnung sollte kein
großes Problem darstellen. Dagegen ist die Einbindung weiterer öffentlicher
und privater Stellen, wie z.B. Feuerwehr, Rundfunk und private Alarmierungssysteme
problematischer. Sie könnte ggf. über „Einbahnterminals“,
die nur Ausgaben erlauben, realisiert werden.
Die analogen Funknetze für Polizei, Rettungsdienst und Feuerwehr sind in
ganz Deutschland auf lokaler und teilweise auf regionaler Ebene eingeführt.
Im Rahmen der Bevölkerungswarnung sind sie nur für die Funksteuerung
der Sirenen von Bedeutung (siehe Abs. 4.1).
4.4 Warnmeldungen und Informationen durch öffentliche
und private Rundfunkanstalten
Öffentliche Warnungen der Bevölkerung über den Rundfunk bestehen
gegenwärtig aus „Amtlichen Gefahrendurchsagen“ der warnenden Behörde,
die im Hörfunk wörtlich vorgelesen werden müssen und „Gefahrenmitteilungen“
gleichen Ursprungs, die sinngemäß gesendet werden. Im Fernsehen
werden meist Warnmeldungen mit Hinweisen auf den Hörfunk eingeblendet.
Die Verbreitung dieser Warnungen wurde zwischen den Innenministerien
des Bundes, der Länder sowie der ARD und dem ZDF vereinbart. Die meisten
der zahlreichen Privatsender sind jedoch ebenfalls direkt oder über
Agenturen und Nachrichtendienste in das Meldesystem eingebunden.
Die Generierung von Warnmeldungen erfolgt gegenwärtig durch die Verkehrsmeldestellen
der Länder, die über das CNP UN mit den regionalen
Leitstellen des Landes einerseits und über das CNP ON mit der Bundesmeldestelle
in NRW verbunden sind. Ereignisse, die nur das jeweilige Land
betreffen, werden von der Verkehrsmeldestelle direkt den regionalen Rundfunkanstalten,
regionalen Privatsendern und regionalen Nachrichtendiensten
zur Verfügung gestellt. Die Kommunikationsmittel sind dabei recht
unterschiedlich. Meist werden hierzu Fax, E-Mail oder Telefon im öffentlichen
Netz verwendet.
14

Die rasche, zeit- und inhaltsgleiche Durchsage von Warnmeldungen über
alle öffentlichen und privaten Sender und die enge zeitliche Koppelung an
eine eventuell vorausgehende Alarmierung sind damit nicht sichergestellt.
Gerade diese zeitliche Koppelung der Warnmeldung an die Alarmierung ist
jedoch bei großflächigen Gefahren wichtig, um private Massentelefonate zu
vermeiden.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass für eine möglichst effektive Verbreitung
von Warnmeldungen und Informationen über den Rundfunk die
folgenden Verbesserungen notwendig sind:
• Einbindung möglichst aller öffentlichen und privaten Sender in die Warnung
• Einheitliche PMP (Punkt zu Multipunkt)-Kommunikationsanbindung der
Sender an die Lagezentren der Länder zur möglichst simultanen Verbreitung
der Warnmeldungen.
Der Bund hat bereits beschlossen, diese Verbesserungen durch Verträge mit
dem Rundfunk zur Mitbenutzung des dort für Agenturmeldungen verwendeten
Satelliten-Kommunikationsdienstes MECOM einzuführen. Mit der
Einführung von MECOM (siehe Abs. 6.2.11) als Kommunikations-„Backbone“
des zukünftigen Warnsystems wäre auch die Einbindung weiterer,
mitbenutzter Systeme und die zeitliche Koordinierung zwischen Alarmierung
und Rundfunkwarnung vorteilhaft lösbar.
Generell gilt natürlich für die Rundfunkwarnung, dass nur ein eingeschaltetes
Rundfunkgerät warnen kann, was die Bedeutung einer vorausgehenden
Alarmierung unterstreicht.
4.5 Öffentliche (nicht BOS) und private Organisationen mit
internen Warn- und Informationssystemen
Zumindest an Werktagen halten sich tagsüber bis zu 50 % der Bevölkerung
im Bereich von öffentlichen und privaten Organisationen wie z.B. Betrieben,
Schulen, Kaufhäusern, Hotels und öffentlichen Verkehrsmitteln auf. In
vielen dieser Organisationen gibt es, vor allem aus Gründen des Brandschutzes
interne Warn- oder Informationssysteme, über die bei internen
Gefahren gewarnt werden kann.
Diese internen Warn- oder Informationssysteme könnten zukünftig auch dazu
benutzt werden, öffentliche Alarme und Warnmeldungen intern zu verbreiten.
Mit einer einzigen Alarmierung und Warnmeldung an geeigneter Stelle der
Organisation wäre, sozusagen multiplikativ, eine kollektive Warnung der
Mitarbeiter, Besucher oder Gäste dieser Organisationen möglich. Die Voraussetzungen
hierfür sind denkbar einfach: Neben dem Warnempfänger ist
nur eine besetzte Warn-, Sicherheits- oder Telefonzentrale notwendig, über
die das interne Warn- oder Informationssystem bedient werden kann.
15

Für die nachfolgenden Untersuchungen wurde angenommen, dass die kollektive
Warnung über Organisationen ab 2001 in zunehmendem Maße
durchgeführt wird. Dies ist realistisch, denn es ist anzunehmen, dass innerhalb
der Organisationen auch Warnungen über persönliche Warnmittel
(z.B. Handy oder Radio) empfangen und dann weitergegeben werden. Um
ein hierdurch ausgelöstes, unkontrolliertes Verhalten der Mitarbeiter, Besucher,
Kunden zu verhindern, ist eine möglichst rasche Warnung mit spezifischer
Zusatzinformation durch die Organisation selbst erforderlich.
4.6 Warnsysteme des Zivil- und Katastrophenschutzes im
benachbarten europäischen Ausland
In fast allen europäischen Nachbarländern wurden in den vergangenen Jahren
die Systeme zur Bevölkerungswarnung erheblich ausgebaut oder
modernisiert. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens sollte
auch geprüft werden, ob die hierfür aufgebauten Systeme, verwendeten
Technologien und Verfahren für ein zukünftiges deutsches Warnsystem
relevant sind.
Untersucht wurden für die Länder:
Dänemark Niederlande Belgien Frankreich Schweiz Italien (Südtirol)
Österreich
die Systemstrukturen, die verwendeten Warn- und Kommunikationsmittel
und die Mitbenutzung moderner Technologien.
Die Recherche ergab, dass die Warnsysteme in allen untersuchten Ländern
auf dem bekannten aber teuren Konzept: Alarmierung durch Sirenen, Warnmeldungen
über den Rundfunk, Auslösung zentral oder dezentral durch
hierarchisch gegliederte Zentren über geschlossene Kommunikationsnetze
beruhen.
Unterschiedlich, aber auch nicht neu ist in den untersuchten Ländern die
Ausführung der Warnsystem-Komponenten: moderne Elektronische Sirenen
in mehreren Ländern, vorhandene oder geplante moderne Kommunikationsmittel
wie z.B. TETRA (TErrestrial Trunked RAdio) und moderne
Leitstellen mit Alarmierungsrechnern.
Interessant ist in einigen Ländern die zeitliche Abstimmung zwischen der
Alarmierung und der nachfolgenden Rundfunk-Warnmeldung gelöst: In der
Schweiz erfolgt der Befehl zur lokalen, manuellen Auslösung der Sirenen
über den Rundfunk; in Dänemark sind im Rundfunk Warnrechner installiert,
die in das geschlossene Kommunikationssystem eingebunden sind; in
Südtirol kann sich sogar die alarmierende Stelle direkt mit der Warnmeldung
auf die lokalen Sender aufschalten.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die untersuchten Warnsysteme in
europäischen Nachbarländern alle auf demselben Konzept: Sirenen und
16

Rundfunk beruhen. Allen Ländern gemeinsam ist damit der prinzipielle
Nachteil der Sirenenalarmierung mit der mäßigen Indoor-Erreichbarkeit
sowie meist die problematische Einbeziehung der zahlreichen Privatsender
und die geringe Nutzung der kollektiven Warnung durch Organisationen.
Für die Suche nach neuen, bisher in Warnsystemen nicht verwendeten Technologien,
die sich zur Mitbenutzung in einem zukünftigen deutschen Warnsystem
eignen könnten, können die Warnsysteme der europäischen Nachbarländer
daher zunächst nur wenig beitragen.
17

5 Anforderungen und Bewertung
5.1 Anforderungen an Warnsysteme und Teilsysteme
Für die folgenden Untersuchungen wurde angenommen, dass ein zukünftiges
Warnsystem mehrere mitbenutzte Systeme zusammenfasst, um hieraus
die gewünschten Warnfunktionen abzuleiten. Diese mitbenutzten Systeme
werden als „Teilsysteme“ bezeichnet. Um die Teilsysteme, wie auch die
Konzepte für neue Warnsysteme auswählen und bewerten zu können, wurden
zunächst die Anforderungen aufgestellt.
Diese gliedern sich in:
• Notwendige Anforderungen (Mindestanforderungen), die ganz oder
zumindest in Teilbereichen erfüllt sein müssen und
• Wünschenswerte Anforderungen, die bei Erfüllung vorteilhaft sind.
Sie beziehen sich auf:
• Systemfunktionen (Alarmierung, Warnmeldung, Information, Kommunikation)
• Betrieb (Verfügbarkeit, Priorität, Netz-Unabhängigkeit, Missbrauchsicherheit)
• Kenndaten (Reaktionszeit, Erreichbarkeit)
• Konstruktion (fail-safe [fehlerverzeihende Technik], Selbstprüfung, Vorschriften)
Die Anforderungen wurden definiert und zur Bewertung der Warnsysteme
und Teilsysteme tabellarisch erfasst.
Weiterhin wurden folgende Randbedingungen definiert, die bei der Einordnung
und Bewertung der Teilsysteme wichtig sind:
Aufenthaltsbereiche der Bevölkerung entsprechend den Wirkungsbereichen
von Warnsystemen:
• Indoor (In Privaträumen oder Geschäftsräumen von Kleinorganisationen)
• Outdoor (Im Freien, zu Fuß, auf dem Fahrrad oder Motorrad ohne Radio)
• Organisationen (Im Zuständigkeitsbereich von Organisationen, in Gebäuden,
im Freien, in öff. Verkehrsmitteln)
• Individualverkehr (In Privatfahrzeugen oder nicht-öffentlichen Geschäftsfahrzeugen)
18

Bild 5-1 zeigt schematisch den sich aus den Randbedingungen ergebenden
organisatorischen und funktionellen Systemaufbau mit Beispielen für mögliche,
mitbenutzte Technologien (im Vorgriff auf Abs.6.2).
Bild 5-1: Aufbau des Warnsystems mit administrativen Stellen, Kernfunktionen, möglichen Teilsystemen, Nutzergruppen und Aufenthaltsbereichen
19

Administrative Stellen, die eine Warnung initiieren, bearbeiten, weiterleiten
und auslösen:
• Bund (Bundeswarnzentrale und Zivilschutz-Verbindungsstellen) – zentrale
Warnung
• Länder (Lagezentren) – zentrale Warnung
• Regionen/Bezirke (Leitstellen der Polizei) – dezentrale Warnung
• Kreise/kreisfreie Städte (Leitstellen der Polizei und der Feuerwehr) –
dezentrale Warnung
Warnbereiche (Gebiete, in denen gleichzeitig gewarnt werden kann):
• Bundesweit
• Landesweit
• Regional
• Lokal
5.2 Bewertung
5.2.1 Vorgehensweise
Die Anforderungen an Warnsysteme und deren Teilsysteme wurden bewusst
nicht besonders eng gewählt, um die Auswahl geeigneter Technologien
nicht frühzeitig zu begrenzen. So wurden z.B. vom Auftraggeber
keine Vorgaben über Reaktionszeiten, Erreichbarkeit (siehe Abs. 5.2.2) und
Kosten gemacht. Diese Werte sollten für die untersuchten Alternativen
ermittelt und neben der Erfüllung der übrigen Anforderungen in die Bewertung
eingebracht werden.
Die Bewertungskriterien für Teilsysteme und Warnsysteme ergaben sich
damit wie folgt:
Erfüllung der notwendigen Anforderungen
Erfüllung wünschenswerter Anforderungen
Reaktionszeit bei zentraler Warnung (nur für Warnsysteme, nicht für Teilsysteme)
Erreichbarkeit (Mittelwerte)
Kosten für den/die Warnsystembetreiber
Wirtschaftlichkeit (Erreichbarkeit dividiert durch die Kosten des Warnsystembetreibers)
Systemkonformität (Eignung zur Integration in das Warnsystem, nur für
Teilsysteme)
20

Realisierung (Verfügbarkeit, Probleme beim Warnsystembetreiber und Nutzer)
Akzeptanz beim Nutzer und Akzeptanz bzw.Randbedingungen beim Warnsystembetreiber
Die untersuchten Systeme wurden bewertet und erhielten für jedes Kriterium
einen Rang. Die Summe aller Ränge ergab ihre Placierung.
5.2.2 Berechnung der Erreichbarkeit
Die Effektivität eines Warnsystems oder eines Teilsystems ist gekennzeichnet
durch die Erreichbarkeit. Sie ist ein statistischer Wert und gibt an,
welcher Prozentsatz der Gesamtbevölkerung durch das System tatsächlich
erreicht wird. Dies kann
sich auf die Alarmierung, die
Warnmeldung oder die Information
beziehen und ist das
wichtigste Leistungsmerkmal
des Warnsystems bzw.
Teilsystems.
Die Erreichbarkeit E kann
durch zwei unterschiedliche
Methoden bestimmt werden:
1. Umfragen: Hierzu wird
eine repräsentative Bevölkerungsgruppebefragt,
ob sie durch das
untersuchte System erreicht
wird. Durch diese
Methode entstehen z.B.
die Erreichbarkeitskurven
des Rundfunks.
2. Berechnung: Sie muss
dann angewendet werden,
wenn die Erreichbarkeit
für das untersuchte
System nicht direkt bekannt
ist. Dies ist der Fall,
wenn entweder das System
noch nicht existiert
oder keine Umfrage vorliegt.
Die Erreichbarkeit
muss dann aus anderen
statistischen Basiswerten
errechnet werden.
A
v
q
w
Eingabe der
Warnung
Warnsystem
Sendeseite
Empfangsgebiet
Bevšlkerung im
Empfangsgebiet
V T
(EmpfŠnger-) VerfŸgbarkeit
Betreiberanteil
Warnsystem
Bedeckung
Technische Versorgung
Aufenthaltsmuster
( Indoor, Outdoor, Organisation, Individualverkehr,
Wochentag, Tageszeit, Empfangsgebiet )
ggf. weitere
Teilsysteme
Einschaltquote
Wahrnehmung
E
Empfang der
Warnung
E = VT * A * v * q * w
Erreichbarkeit
Nutzeranteil
Warnsystem
Bild 5-2: Berechnung der Erreichbarkeit für ein Warnsystem
oder Teilsystem (Alarmierungs-, Warnmeldungsoder
Informationssystem)
21

Der Ablauf der Berechnung für die Methode 2. ist in Bild 5-2 dargestellt.
Die dabei verwendeten Basiswerte werden nachfolgend erklärt. Die der
Berechnung zugrundeliegenden Werte sind in Tabelle A-2 bis A-5 im
Anhang, Seite 67 zusammengestellt.
Technische Versorgung VT: Dieser Wert gibt an, welcher Prozentsatz der
Bevölkerung sich durchschnittlich im Empfangsbereich des untersuchten
Systems aufhält (siehe z. B. Technische Versorgung durch Sirenen, Bild
4-1, Seite 12). Er ist im allgemeinen aus technischen Unterlagen bekannt.
Aufenthaltsmuster A: Es ist durch den Tagesablauf des Bevölkerungsverhaltens
bestimmt und gibt an, welcher Prozentsatz der Bevölkerung sich
durchschnittlich zu welcher Zeit wo aufhält. Die Ermittlung der Aufenthaltsmuster
erfolgte aus zahlreichen statistischen Unterlagen für Werktage,
Samstage und Sonntage in Deutschland, Bayern und Brandenburg
im 24-Stunden Tagesverlauf. Die Ergebnisse zeigten, dass die Unterschiede
bezüglich der Wochentage und der Länder relativ gering sind und daher
für die weiteren Untersuchungen ein einheitliches Aufenthaltsmuster für
Deutschland, Montag bis Sonntag ausreichend war. Bild 5-3 zeigt dieses
Aufenthaltsmuster. Aus den Kurven wird klar, wie wichtig die Warnung
Indoor und in Organisationen ist, da sich hier im Tagesmittel ca. 84 % der
Bevölkerung aufhält. Ca. 3,6% der Einwohner halten sich im Mittel im
Ausland auf, so dass der Gesamtwert bei ca. 96,4 % liegt.
Bevšlkerungsanteil
Verfügbarkeit v: Sie drückt aus, welcher Prozentsatz der Menschen am
jeweiligen Aufenthaltsort durchschnittlich über einen Empfänger oder eine
Empfangsmöglichkeit für das untersuchte System verfügt. Bei eingeführten
Systemen, wie z.B. Telefon oder Rundfunk ist dieser Wert bekannt. Bei neu
22
100%
80%
60%
40%
20%
Indoor Organisation Outdoor Individualverkehr
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Mittelwerte: Indoor 64%, Outdoor 7%, Organisation 20%, Individualverkehr 5%
Bild 5-3: Aufenthaltsmuster Deutschland, Montag bis Sonntag
Uhrzeit [Stunden]

einzuführenden Systemen sind dagegen Prognosen für die Verfügbarkeit im
Untersuchungszeitraum zu machen. Der in der Studie betrachtete Zeitraum
sind 10 Jahre, von 2001 bis 2010. Wichtig ist die Tatsache, dass v höher als
die Zahl der Empfänger sein kann, da z.B. ein Alarmempfänger für alle
Bewohner einer Wohnung ausreichend ist.
Einschaltquote q: Sie gibt an, welcher Prozentsatz der verfügbaren Empfänger
eingeschaltet und für Warnungen empfangsbereit ist. Dieser Wert ist
bei Systemen wichtig, die ausgeschaltet werden können, wie z. B. beim
Radio oder Mobilfunk. q wird für diese Fälle abgeschätzt.
Wahrnehmung w: Sie drückt aus, welcher Prozentsatz der sich zur jeweiligen
Tageszeit am jeweiligen Aufenthaltsort befindlichen Personen eine
verfügbare Warnung auch wahrnimmt. Dieser Wert kann teilweise berechnet
werden (z.B. bei Sirenen) oder für neue Systeme sicher abgeschätzt werden.
Schwierig wird die Schätzung dann, wenn die Empfangsgeräte nicht
„warngemäß“ betrieben werden (z. B. wenn das Handy nachts nicht im
Schlafzimmer abgelegt wird oder der Ton zu leise eingestellt ist). In diesen
Fällen wurden Mittelwerte von Schätzungen mehrerer Personen verwendet.
Die Werte von VT, v, q, w sind für die im Abs. 6 untersuchten Teilsysteme
in den Tabellen A-2 bis A-5 im Anhang, Seite 67 zusammengestellt.
Berechnung der Erreichbarkeit.
Aus den Basiswerten VT, v, q, w ergibt sich die Erreichbarkeit E durch folgende
Gleichung:
E = VT · A · v · q · w
Bei Warnsystemen, die aus mehreren, redundanten Teilsystemen bestehen,
werden Doppelalarmierungen oder Alarmierung und gleichzeitige Warnmeldung
durch entsprechende Abzüge berücksichtigt. Die gesamte Erreichbarkeit
setzt sich dann z.B. aus der Erreichbarkeit durch Alarmierung (mit
nachfolgender Warnmeldung) und der zusätzlichen Erreichbarkeit durch
Warnmeldungen zusammen, die ohne vorhergehende Alarmierung empfangen
werden (z.B. Personen, die Sirenen hören und dann das Radio einschalten
plus Radiohörer, die keinen Sirenenalarm hören).
Für die Kernfunktion Kommunikation ist die Erreichbarkeit nicht definiert.
5.2.3 Kosten
Für die untersuchten Teilsysteme und für die Gesamtsysteme wurden die
folgenden Kosten ermittelt:
• Entwicklungskosten
• Beschaffungs- und Integrationskosten bis 2010
• Betrieb und Instandhaltung pro Jahr
23

Dies erfolgte für den Warnsystem (WS)-Betreiber (Bund, Länder, Organisationen)
und für die Nutzer, (Bürger, Organisationen) wobei für die Nutzer
nur die Mehrkosten erfasst werden, die durch die zusätzliche Warnfunktion
entstehen; z.B. Zusatzkosten eines Radios oder einer Funkuhr mit Alarmfunktion.
5.2.4 Wirtschaftlichkeit
Für die Bestimmung der Wirtschaftlichkeit eines Warnsystems oder eines
Teilsystems wurde die Erreichbarkeit ins Verhältnis zu den Kosten gesetzt.
Sie ist definiert als:
W = Erreichbarkeit [%] / Kosten [Millionen DM]
Die Kosten können alternativ die Kosten des Warnsystem-Betreibers oder
die Mehrkosten des Nutzers sein.
5.2.5 Systemkompatibilität (nur Teilsysteme)
Es wurde geprüft, ob ein mitbenutztes Teilsystem problemlos in die Systemstruktur
integrierbar ist.
5.2.6 Realisierung
Hier wurde vor allem die Verfügbarkeit der Teilsysteme (Betreiberseite und
Empfängerseite), die Schwierigkeit der notwendigen Entwicklungen und
Integrationen geprüft. Es wurde festgestellt, ob Änderungen von Standards,
Vorschriften oder Beeinträchtigungen des Normalbetriebs die Realisierung
des Konzepts erschweren können. Die Beurteilung erfolgte qualitativ.
5.2.7 Akzeptanz
Akzeptanzprobleme oder schwierige Randbedingungen können sowohl
beim Warnsystem-Betreiber (z.B. bei Nutzung des Polizeinetzes für Warnungen)
als auch bei der Bevölkerung auftreten. So wird z.B. die Verschlechterung
der Funktionen eines mitbenutzten Systems durch Einführung
der Alarmierung nicht akzeptiert werden. Die Beurteilung erfolgte
qualitativ.
24

6 Technologien für Warnsysteme
Das Auffinden, die Untersuchung und Bewertung der für ein zukünftiges
Warnsystem geeigneten Technologien und Systeme bildeten den Schwerpunkt
des Forschungsvorhabens. „Technologie“ wird dabei als übergeordneter
Spartenbegriff für eingeführte und geplante Systeme verwendet.
6.1 Auswahl möglicher Systeme
Die systematische Suche nach Technologien und Systemen, die möglicherweise
für die Mitbenutzung in Bevölkerungs-Warnsystemen geeignet sind,
begann bei denjenigen technischen Systemen, die bereits heute der Bevölkerung
zu Hause, am Arbeitsplatz, bei Organisationen, unterwegs und in der
Freizeit zur Kommunikation und Information zur Verfügung stehen.
Bild 6-1, Seite 26 zeigt schematisch die Endgeräte der wichtigsten Systeme.
Es sind dies je nach Aufenthaltsbereich:
• Festnetzanschluss für Telefon, Fax, Daten, Internet, analog oder digital
• Breitband-Kabelanschluss für Rundfunk, Daten, Internet, Multimedia
• Terrestrischer Rundfunk in verschiedenen Frequenzbereichen, auch mit
RDS, später DAB
• Satellitenrundfunk, Internet über Satellit, Satelliten-Multimedia
• Mobilfunk für Sprache, Daten, Internet (GSM, später UMTS), Funkruf,
Bündelfunk, Betriebsfunk
• Langwellenempfang zur Steuerung von Funkuhren
• Langwellenempfang zur Steuerung der Stromzähler (Funk-Rundsteuerung)
• Stromanschluss mit Steuerung der Stromversorgung (leitungsgebundene
Rundsteuerung) sowie möglicherweise zukünftig Datenübertragung und
Internetanschluss
• Versorgungsanschlüsse (Wasser, Abwasser, Fernwärme, Gas), eventuell
mit Funk-Fernablesung
• Hausanlagen (Klingel, Haussprechanlage, Haus-Managementsystem,
Gebäudewarnsystem)
• Geschlossene Netze für Datenverbund mit anderen Standorten (Verwaltungsnetze)
• Interne Warnanlagen (z.B. Sirenen) oder Informationsanlagen (Lautsprecher),
TK-Anlage, Intranet
• Akustische Schnittstelle (Ohr) für Sirenen, Lautsprecher
25

Die genannten Systeme bieten bereits gute Ansatzpunkte für die Bevölkerungswarnung.
Die Ergebnisse einer ersten Auswahl von existierenden Systemen mit Warnpotential
sind in Tabelle 6-1, Seite 27, geordnet nach Technologien und
Kernfunktionen, zusammengestellt.
6.2 Technische und wirtschaftliche Darstellung der Systeme
6.2.1 Vorzugsliste
Das Resultat einer ersten Analyse und Bewertung der in Tabelle 6-1 ausgewählten
Systeme, die hier übergangen wird, ist eine Vorzugsliste von Teilsystemen,
die für den Einsatz in Warnsystemen besonders geeignet erscheinen
(in Tabelle 6-1 sind sie durch Rahmen gekennzeichnet). Es sind für die
Alarmierung, Warnmeldung und Information ausnahmslos Systeme die im
PMP (Punkt zu Multipunkt – ein Sender und beliebig viele Empfänger –)
Verfahren arbeiten. Nur so ist die rasche und gleichzeitige Erreichbarkeit
großer Bevölkerungsteile möglich. Besonders wichtig sind in der Bewertung
auch die vorhandene oder zu erwartende Verfügbarkeit und die Kosten.
So ist z.B. der Funkruf nicht in die Vorzugsliste aufgenommen, obwohl er
sich bezüglich seiner Funktion optimal für die persönliche Warnung eignen
würde. Die Verbreitung der Funkruf-Empfänger ist jedoch zu gering und
wird auch weiterhin gering bleiben.
Nachfolgend werden die Systeme der Vorzugsliste zunächst beschrieben
und in den Tabellen 6-2, Seite 40, bewertet.
26
GSM Handy
Pager
Telefon
Autoradio/RDS
Radio, stationär
Fernsehen
Computer,
Internet
Funk
Wanduhr,
Standuhr,
Wecker
Funk
Armbanduhr
Autouhr
BOS Hand-
Sprechfunk
Aufenthalt
Outdoor
Aufenthalt
Indoor
Individualverkehr
Organisation
Kollektive
Information durch
Organisationen
Bild 6-1: Aufenthaltsorte der Bevölkerung mit täglich verfügbaren Informations- und Kommunikationsmitteln

Technologien und Systeme Geeignet für Kernfunktion
Alarmierung Warn- Information Kommunimeldung
kation
Alarmierungssysteme
Nachrüst. Bev. Alarm bei Feuerwehrsirenen
Neuaufbau Elektronische Sirenen
Gebäude-interne Alarmsysteme
Informationssysteme
Hörfunk, analog, terrestrisch + SAT + Kabel
Hörfunk, analog, terrestrisch UKW mit RDS
Hörfunk, digital, terrestrisch, DAB
Hörfunk, digital, SAT + Kabel, ADR, DVB
Fernsehen, analog, terr. + SAT + Kabel, PAL
Fernsehen, digital, terr. + SAT + Kabel, DVB
Telekommunikationssysteme
Funkruf
Mobilfunk GSM
Mobilfunk UMTS
Mobilfunk TETRA 25
Mobilfunk BOS
Polizei-Festnetz für Daten, Sprache, Intranet
Öffentliche Festnetze, analog + ISDN
Internet / Intranet
Satelliten-Kommunikation für Daten
Satelliten-Kommunikat. Mobilfunk, Paging
EDV-Systeme
Telefonwarnsysteme
Fernwirksysteme
Langwellenfunk DCF 77
Langwellenfunk EFR
Langwellenfunk ALF
Langwellenfunk Loran C
Powerline
Tabelle 6-1: Ausgewählte Technologien und Systeme, Eignung als Teilsysteme für Kernfunktionen
(grau), Systeme der Vorzugsliste durch Rahmen hervorgehoben
6.2.2 Nachrüstung des Bevölkerungs-Alarmsignals bei Feuerwehrsirenen
In Deutschland gibt es 24.200 Sirenen, die nur das Alarmsignal für die Feuerwehr
(zweimal unterbrochener Ton von einer Minute) abgeben können
(siehe Abs. 4.1). In dieser Zahl ist nicht der Ist-Stand von 12.000 Sirenen
mit Bevölkerungs-Alarmsignal enthalten. Durch Nachrüstung einer Platine
im Funkempfänger bei analoger bzw. durch eine Softwareänderung bei
27

digitaler Funksteuerung könnte mit relativ wenig Aufwand das zusätzliche
Signal zur Alarmierung der Bevölkerung (Heulton von 1 Minute) erzeugt
werden. In den Alarmgebern der auslösenden Stellen ist nur eine Software-
Änderung erforderlich. Die Realisierung wäre also relativ einfach, ohne
Durchführung einer Entwicklung möglich. Für die nachfolgenden Untersuchungen
wurde angenommen, dass die Nachrüstung der 24.000 Sirenen
zwischen 2001 und 2005 erfolgt.
Eignung für das zukünftige Warnsystem:
Die vorhandenen Feuerwehrsirenen eignen sich auch bei Nachrüstung des
Bevölkerungs-Alarmsignals nicht als Haupt-Alarmierungssystem, jedoch
als Ergänzung zu anderen, insbesondere Indoor-Alarmierungssystemen und
in lokal besonders gefährdeten Gebieten. Nachteilig ist die fehlende
Bedeckung in Großstädten und Ballungsgebieten, die fehlende Systemkonformität
(nur lokale Auslösung) sowie die Abhängigkeit der Sirenen vom
Energienetz.
6.2.3 Neuaufbau von elektronischen Sirenen
Hier wurde angenommen, dass 13.290 moderne, elektronische Sirenen ELS
mit Funksteuerung (analog oder digital) und Batteriepufferung dort aufgebaut
werden, wo gegenwärtig keine Sirenen vorhanden sind. Der Umfang
sollte so sein, dass alle Sirenen zusammen, also Ist-Stand + Nachrüstung +
Neuaufbau wieder die Technische Versorgung von 1992 (80 %) erreichen.
Dabei wurde angenommen, dass eine elektronische Sirene vier elektrischen
Motorsirenen ES entspricht. Entwicklungen sind nicht erforderlich; in den
Alarmgebern der auslösenden Stellen ist nur eine Software-Änderung erforderlich.
Der Aufbau erfolgt zwischen 2001 und 2010.
Eignung für das zukünftige Warnsystem:
Der Neuaufbau von elektronischen Sirenen bringt infolge des bevorzugten
Aufbaus in Städten und Ballungsgebieten einen erheblichen Zuwachs bei
der Erreichbarkeit, insbesondere Outdoor (siehe Tabelle A-6, Seite 68).
Allerdings handelt es sich um ein Spezialsystem zur Alarmierung ohne Mitbenutzung
durch sonstige Dienste mit dementsprechend sehr hohen Kosten.
Nachteilig sind auch die lokale Auslösung und die erheblichen Realisierungsprobleme
beim Aufbau: Es müssten mietfreie, von den Bewohnern
akzeptierte Standorte, z.B. auf öffentlichen Gebäuden gefunden werden, um
hohe Mieten für Sirenenstandorte auf Privatgebäuden zu vermeiden.
Der Sirenen-Neuaufbau wird daher als flächendeckendes Alarmierungssystem
kaum in Frage kommen. Er ist eher als lokale Ergänzung zu anderen
Alarmierungssystemen in Gebieten mit besonderer Gefährdung, z.B.
KKW, Chemie, Hochwasser zu sehen. In den weiteren Untersuchungen
wurde der Neuaufbau jedoch zu Vergleichszwecken mitbetrachtet.
Anmerkung: Die Auslösung der Sirenen über ein bundesweites Funksystem,
z.B. das Langwellensystem EFR (siehe Abs. 6.2.10), zur system-
28

konformen Einbindung in das Warnsystem wäre technisch machbar, wird
jedoch im folgenden nicht näher untersucht.
6.2.4 Hörfunk und Fernsehen, analog und digital, terrestrisch, über
Kabel und Satellit
Hörfunk und Fernsehen sind gegenwärtig die gebräuchlichen Medien zur
Verbreitung von Warnmeldungen und Informationen (siehe Abs. 4.4, 4.6).
Sie erreichen ohne Alarmierung allerdings nur dann die Bevölkerung, wenn
die Empfänger eingeschaltet sind und ein Sender eingestellt ist, der diese
Meldungen verbreitet. Bild 6-2 zeigt die Erreichbarkeiten für die verschiedenen
Aufenthaltsbereiche im Tagesverlauf. Die Tagesmittelwerte liegen
beim Hörfunk bei 9 % und beim Fernsehen bei 12 %, wobei angenommen
ist, dass nur 70 % der Programme Warnmeldungen senden.
Bevšlkerungsanteil
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
Radio in Organisationen Radio im Individualverkehr Radio Indoor
Fernsehen Rundfunk gesamt
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Uhrzeit [ Stunden ]
Mittelwerte: Radio Indoor 6,2 %, Radio Organisationen: 1,5 %, Radio Individualverkehr 1,3 %,
Bild 6-2: Erreichbarkeit durch Warnmeldung über bundesweiten und regionalen Rundfunk, 2001 bis
2010, Montag bis Sonntag (70% Rundfunk gesamt)
Besonders hervorzuheben ist der Individualverkehr, der über die Verkehrssender
mit UKW und Radio-Daten-System RDS und zukünftig über DAB
(digital audio broadcast) auch ohne Alarmierung mit hoher Erreichbarkeit
Warnmeldungen empfangen kann.
Ob und inwieweit die Verbreitung von Hörfunk- und Fernsehprogrammen
im Internet zukünftig von Bedeutung sein wird und welche Konsequenzen
dies hinsichtlich der Verbreitung von Warnmeldungen haben wird, ist derzeit
noch nicht abzusehen.
Für die nachfolgenden Betrachtungen wurde daher angenommen, dass in
den nächsten 10 Jahren Hörfunk und Fernsehen in gleichem Maß wie heute
29

(entsprechend Bild 6-2) genutzt werden und damit auch die Mitbenutzung
für Warnmeldungen und Informationen gewährleistet ist. Durch die im Abs.
4.4 genannten Verbesserungen im Bereich der Kommunikation können die
Meldungen zukünftig auch rasch sowie zeit- und inhaltsgleich verbreitet
werden.
6.2.5 Spezialempfänger UKW mit RDS
Bild 6-2 hat gezeigt, dass ohne Alarmierung die Erreichbarkeit durch Warnmeldungen
über den Rundfunk im Bereich Indoor doch sehr begrenzt ist.
Die nachfolgenden zwei Konzepte eines Spezialempfängers für terrestrischen
UKW-Empfang haben daher das Ziel, mit Hilfe des Radio-Daten-
Systems RDS Alarme auszulösen. Dies erfolgt in Anlehnung an das zu
Beginn der 90er Jahre entwickelte Warn–Rundfunk–Informationssystem
WARI und die in mobilen Empfängern für aktuelle Verkehrsmeldungen
verwendete Technik.
Es wird zunächst vorausgesetzt, dass bei Vorliegen einer Warnung diejenigen
UKW Sender, die dynamische RDS-Daten für aktuelle Verkehrsmeldungen
aussenden, auch das für Alarme im RDS-Datenstrom vorgesehene
Signal PTY 31 senden. Anschließend wird im Sprachkanal die Warnmeldung
mehrfach verlesen.
Dabei gibt es für den Empfänger, vorwiegend ein preisgünstiger Heimempfänger,
z.B. Küchenradio, zwei Versionen, die beide mit Batteriepufferung
betrieben werden:
Version 1:
Es handelt sich um einen einfachen UKW-Empfänger mit digitalem Einzeltuner
und RDS-Decoder (Bild 6-3). Im aktiven Betrieb wird ständig das
RDS Signal des eingestellten Senders decodiert und auf PTY 31 geprüft.
Wird PTY 31 detektiert, so wird aus dem laufenden Programm auf einen
voreingestellten Regionalsender gesprungen, der mit Sicherheit Warnmel-
Bild 6-3: Spezialempfänger UKW/RDS mit digitalem Einzeltuner zur Überwachung von PTY 31
Signalen im RDS des regionalen ARD Hörfunk Programms im aktiven und Standby Betrieb
30

dungen sendet. Zusätzlich wird ein lautes Alarmsignal (z.B. Piezogeber mit
95-100 dB [A] in 1m Entfernung) ausgelöst.
Der Empfänger kann nicht abgeschaltet, sondern nur in den inaktiven
Betrieb (Standby) umgeschaltet werden. In dieser Betriebsart wird automatisch
auf einen voreingestellten Regionalsender geschaltet und anschließend
ständig oder in Intervallen das RDS-Signal auf PTY 31 geprüft. Wird PTY
31 detektiert, so wird der Empfänger lautgeschaltet, das Alarmsignal wird
ausgelöst und die Warnmeldung kann empfangen werden. Der Ladezustand
der Batterien sollte kontrollierbar sein.
Bis auf die Hörer von Sendern, die keine dynamischen RDS Daten und
keine Warnmeldungen senden, das sind gegenwärtig im Tagesmittel weniger
als 5 % der Hörer bzw. 0,5 % der Bevölkerung, könnten mit einem Empfänger
dieser Art nahezu alle Personen Indoor und in Organisationen alarmiert
werden.
Version 2:
Hier wird ein Empfänger mit zwei Digitaltunern verwendet (Bild 6-4),
wobei über den ersten Tuner beliebige Radioprogramme empfangen werden
können und der zweite Tuner, wie bei Version 1 im Standby-Betrieb, ständig
das RDS-Signal des voreingestellten Regionalsenders auf PTY 31 überprüft.
Ist es vorhanden, so wird ein Alarmsignal ausgelöst und der erste
Tuner auf den Regionalsender eingestellt, um die Warnmeldung zu empfangen.
Diese Version zwei hat den Vorteil, dass die bei Version eins nicht
erfassten 5 % der Radiohörer auch noch alarmiert werden. Allerdings ist der
Mehraufwand erheblich höher, als bei Version eins.
Für die nachfolgende Untersuchung wurde angenommen, dass ab 2001
jährlich ca. 500.000 stationäre Spezialempfänger UKW mit RDS verkauft
werden und damit 2010 fünf Millionen verfügbar sind.
Bild 6-4: Spezialempfänger UKW/RDS mit digitalem Doppeltuner zur kontinuierlichen Überwachung
von PTY 31 Signalen im RD des regionalen ARD Hörfunk Programms
31

Eignung für das zukünftige Warnsystem:
Ein Spezialempfänger UKW mit RDS zur Alarmierung, Warnmeldung und
Information durch ein Gerät entspricht der Zielvorstellung eines stationären
Warnempfängers. Ein Gerät dieser Art ist gegenwärtig nicht verfügbar, aber
auf der Basis von Massenkomponenten relativ einfach zu entwickeln und
preisgünstig herzustellen. Dabei ist der Version eins der Vorzug zu geben, da
hier die Abweichungen vom Standardgerät relativ gering sind. Der hohe
Nebennutzen, z.B. als Küchenradio oder als Radio in Zentralen von Organisationen,
sollte diesem System eine zeitlich steigende Verbreitung sichern.
Auf der Senderseite sind allerdings bei Sendern, die keine dynamischen
RDS-Daten senden, noch gewisse Investitionen notwendig, um das Alarmsignal
PTY 31 senden zu können.
Zusammenfassend ist der Spezialempfänger UKW mit RDS („WARI“
Empfänger) für den Einsatz im zukünftigen, integrierten Warnsystem sehr
zu empfehlen.
6.2.6 Spezialempfänger DAB
Das digitale terrestrische Radio DAB (Digital Audio Broadcast) steht
gegenwärtig erst am Anfang des Aufbaus. Das Netz mit möglicherweise
reduzierten Funktionen wird erst nach 2005 verfügbar sein.
DAB unterstützt die Durchführung von Alarmen, Warnmeldungen und
Informationen durch sogenannte Anouncements im Datenstrom eines Sender-Ensembles
von bis zu 7 Sendern. Innerhalb des Anouncement Supports
ist ein Bit Flag (b0) für die Anzeige von Alarmsendern vorbehalten und die
DAB-Daten enthalten auch Verweise auf den Verkehrs- oder Alarmsender
innerhalb des Ensembles. Bei Alarm erfolgt eine Umschaltung auf diesen
Sender. Die Spezifikation sieht auch vor, dass Verweise zu anderen Ensembles
und sogar zu UKW-Sendern möglich sind. Allerdings sind diese Funktionen
bislang noch nicht realisiert und erprobt.
DAB-Empfänger wird es zunächst nur im Bereich hochwertiger mobiler
Fahrzeugempfänger geben. Ob, wann und zu welchen Kosten DAB-Heimempfänger
in der Art der beschriebenen Spezialempfänger UKW mit RDS
verfügbar sind, ist gegenwärtig noch nicht abzusehen.
DAB wird daher in den weiteren Untersuchungen nicht isoliert, sondern in
Verbindung mit UKW/RDS gesehen. Wenn DAB-Empfänger in der Art des
UKW-Spezialempfängers, Version eins, verfügbar sind, kann ein gewisser
Marktanteil von UKW auf DAB übergehen. Die in Abs. 6.2.5 prognostizierte
Gesamtmenge von Spezialempfängern gilt dann für beide Systeme:
UKW/RDS + DAB .
6.2.7 Mobilfunk GSM Cell Broadcast
In Deutschland sind gegenwärtig vier Mobilfunknetze nach dem europäischen
GSM-Standard (Global System for Mobile Communications) in
32

Betrieb. Sie erreichen eine nahezu vollständige Technische Versorgung und
werden weiter verdichtet. Auf der Nutzerseite gibt es bereits über 20 Millionen
Endgeräte, vorwiegend Handys, mit weiterhin stark steigender Tendenz.
Im Normalbetrieb arbeiten Mobiltelefone mit Einzelverbindungen, Punkt
zu Punkt, was für die Bevölkerungswarnung aber ungeeignet ist. GSM
Systeme verfügen jedoch über die Funktion „Cell Broadcast“, ein Zellen–Rundfunkverfahren
zur Übertragung von Text über den Datenkanal.
Mit dieser Funktion können alle in einer Zelle des Mobilfunknetzes aktiven
Mobilfunkgeräte gleichzeitig eine Textinformation von max. 93 Zeichen
erhalten und im Display, ähnlich SMS (Short Message Service) anzeigen.
Gleiches gilt für beliebig viele Zellen. Die Auswahl der Zellen, in denen die
Meldung gesendet wird, erfolgt in den Cell Broadcast Centers (CBC) oder
Gateways.
Nachrichten über Cell Broadcast können mehrfach gesendet werden. Bei
der ersten Übertragung meldet sich das Handy mit einem wählbaren Ton.
Die nachfolgenden Wiederholungen werden ohne Ton angezeigt. Von den
vorhandenen 20 Millionen Handys sind gegenwärtig ca. 75 % Cell Broadcast-fähig.
Neugeräte sind zu 100 % Cell Broadcast-fähig.
Ungünstig für die Übertragung von Warnungen durch den Cell Broadcast
Dienst sind gegenwärtig:
• Alle, über Cell Broadcast eintreffenden Meldungen werden durch das
gleiche akustische Signal angezeigt. Das heißt, dass Warnungen nur durch
den Text im Display, aber nicht durch einen spezifischen Alarmton von
anderen Cell Broadcast Meldungen zu unterscheiden sind und damit häufig
nicht beachtet werden.
• Die Cell Broadcast-Funktion muss am Handy über die Menüsteuerung
eingeschaltet bzw. aktiviert werden und kann damit auch durch den
Bediener wieder abgeschaltet werden.
• Die Alarmierungen könnten gegenwärtig durch die Netzbetreiber nicht
oder nur bedingt mit Priorität behandelt werden, was zu relativ hohen
Reaktionszeiten von 2 bis 8 Minuten führen kann.
Sofern diese Nachteile toleriert werden, ist die Realisierung von Alarmen
und Warnmeldungen über GSM Cell Broadcast relativ einfach. Es müssen
keine neuen Endgeräte entwickelt werden und die Einbindung der CBC und
Gateways in das Warnsystem ist z.B. über MECOM möglich.
Andererseits könnten die genannten Nachteile durch Modifikationen bei
zukünftigen Gerätegenerationen, auch noch im GSM Standard, beseitigt
werden. Hierzu ist jedoch zunächst eine Änderung der Spezifikation durch
die europäische Normierungsbehörde ETSI erforderlich. Diese Prozedur ist
allerdings nicht einfach, da GSM inzwischen ein Weltstandard ist und damit
auch die Endgeräte für den Weltmarkt produziert und weltweit verkauft
werden.
33

Für die weitere Untersuchung wurde daher angenommen, dass das bisherige
System, einschließlich seiner Nachteile weitergeführt wird und dass
bis 2010 die Zahl der Endgeräte auf 60 Millionen wachsen wird.
Eignung für das zukünftige Warnsystem:
GSM Cell Broadcast kann in allen Aufenthaltsbereichen Alarme und Warnmeldungen
verbreiten. Durch die bereits jetzt verfügbare hohe Zahl von
Endgeräten mit stark steigender Tendenz ist trotz funktioneller Nachteile bei
Reaktionszeit, Priorität, Einschaltquote, Alarmsignal und Wahrnehmung
eine hohe Erreichbarkeit gewährleistet. Ein großer Vorteil sind die Kosten:
Dem Nutzer entstehen keine und dem WS-Betreiber nur geringe Zusatzkosten.
Dem System wird daher eine hohe Priorität bei der Neukonzeption
des zukünftigen Warnsystems eingeräumt.
6.2.8 Mobilfunk UMTS
Das Mobilfunksystem der dritten Generation, UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System) wird, zusammen mit GSM ein weiterentwickeltes,
übergeordnetes Trägernetz (Netzknoten und Verbindungen zu
den Basisstationen) erhalten. Das Funknetz zwischen den Basisstationen
und den Endgeräten wird, parallel zu GSM, ab 2001 neu aufgebaut und soll
ab 2002 verfügbar sein. Neu ist bei UMTS, dass neben Sprache, Daten und
Text auch Bilder, Audio und Video mit bis zu 2 Mbit/s übertragen werden.
Für die Bevölkerungswarnung haben diese neuen Funktionen jedoch wenig
Bedeutung. Vorteilhaft könnte sein, dass nach einer Warnmeldung ergänzende
Informationen zur Gefahrenlage in Sprache, Text oder Bild über das
Handy empfangen werden können. Wichtiger ist jedoch, dass die Cell
Broadcast-Funktion, wie bei GSM, implementiert wird. Dies ist durch die
gemeinsame Verwendung der Systemstruktur wahrscheinlich, jedoch in der
ersten Ausgabe der Spezifikation noch nicht enthalten.
Es sollte daher möglichst rasch versucht werden, die für die Alarmierung
vorteilhaften Funktion „Anzeige von Warnmeldungen durch einen besonderen
Alarmton, möglichst nicht abschaltbar“ in der Spezifikation des
UMTS Cell Broadcast unterzubringen. Der Alarm sollte gegenüber Gesprächen
und Textmeldungen Priorität haben. Hierzu sind diese Anforderungen
bei der ETSI und weltweit bei 3 GPP durch die Regulierungsbehörde
für Post und Telekommunikation einzubringen.
Für die weiteren Untersuchungen werden GSM und UMTS als ein System
betrachtet. Es wurde angenommen, dass die in Abs. 6.2.7 für GSM prognostizierten
60 Mio Endgeräte für UMTS + GSM gelten.
6.2.9 Langwellenfunk DCF 77
Der Langwellensender DCF 77, betrieben von der Physikalisch-Technischen
Bundesanstalt, liefert die Normalzeit für eine große Anzahl funkge-
34

steuerter Uhren, die in vielen Lebensbereichen im Gebrauch sind. Es handelt
sich dabei meist um Massenprodukte mit hochintegrierten Bausteinen,
die zu sehr günstigen Preisen hergestellt werden.
Der Sender mit Standort in Mainflingen
bei Frankfurt hat bei einer
Trägerfrequenz von 77,5 kHz und
einer Sendeleistung von 50 kW eine
0
Reichweite von bis zu 2000 km. Die
Zeitübertragung erfolgt in einem
Sendezyklus von 60 Sekunden durch
digitale Impulsdauer-Modulation des
Trägers mit 1 Bit/Sekunde. Bild 6-5
zeigt das Übertragungsschema: für
die Zeitübertragung werden nur die
Sekunden 15 bis 60 genutzt und die
Sekunden 1 bis 14 jeder Minute sind
für freie Codierung verfügbar.
Das im folgenden vorgeschlagene
Konzept besteht darin, diese bislang
freien 14 Bit für Alarmierungen und
für kurze Warnmeldungen zu nutzen.
Hierzu ist am Standort des Senders
ein Steuerrechner mit Modulator und
Schnittstelle zum Kommunikationssystem zu installieren.
Die Empfänger (stationäre oder mobile Funkuhren oder Geräte mit Funkuhrmodul)
benötigen im wesentlichen eine geänderte Software zur Auswertung
der Bits 1 bis 14, Tasten zur Steuerung der Eingabe und ein Display
zur Ausgabe.
Die Untersuchungen ergaben, dass mit 2 x 14 Bit, deren Übertragung zwischen
1,25 und 2,25 Minuten dauert, bundesweite, landesweite, regionale
und lokale Alarmierungen ausgelöst und zusätzlich noch kurze Warnmeldungen
zur Art der Gefahr übertragen werden könnten.
Stationäre Alarmempfänger sollten über die normale Ausstattung hinaus
über einen lauten (95 – 100 dB) Schallgeber verfügen. Zur Reduzierung des
Stromverbrauchs bei Batterieversorgung ist eine Energiesparschaltung notwendig,
die nur jeweils zu Beginn einer Minute den Empfänger für wenige
Sekunden aktiviert, um das Vorliegen eines Alarms zu prüfen.
Für eine gezielte Warnung muss der geographische Standort des Empfängers
näherungsweise durch den Benutzer eingegeben werden. Dies könnte
bei stationären Empfängern z.B. durch die Eingabe der ersten 3 Stellen der
Postleitzahl erfolgen.
Für mobile Empfänger (Armbanduhren) ist dieses Verfahren weniger geeignet.
Hier sind noch Überlegungen für eine geeignete Codierung notwendig.
Alarmdetektion
3
Warnbereich
10 12 14
Warnmeldung
Parity
Bild 6-5: Alarmierung und Warnung über
Langwellen-Zeitsender DCF 77
Alarmierung, Warnmeldung Sekunde
1–14, Zeitübertragung Sekunde
15–60
35

Nachteilig ist bei Alarm-Armbanduhren auch, dass sie aufgrund des erhöhten
Stromverbrauchs nur mit digitaler Anzeige eine ausreichende Laufzeit
erreichen, was ihre Verbreitung einschränken dürfte.
Die rechtliche Seite der Nutzung des Senders ist bereits positiv abgeklärt
und mehrere Hersteller haben Interesse an der Entwicklung und Produktion
der „Alarm-Funkuhr“ gezeigt. Die Mehrkosten gegenüber dem Normalgerät
könnten bei 5-10 DM liegen.
Für die weitere Untersuchung wurde angenommen, dass ca. 3 Millionen
Empfänger pro Jahr in Deutschland verkauft werden können, so dass 2010
ein Bestand von ca. 30 Millionen verfügbar ist. Weiterhin ist angenommen,
dass hiervon 95 % stationäre und 5 % mobile Empfänger sind.
Eignung für das zukünftige Warnsystem:
DCF 77 ist bezüglich der Reaktionszeit und der übertragenen Datenrate
nicht das Beste aller denkbaren Systeme für die Bevölkerungswarnung, es
bietet jedoch so viele vorzügliche Eigenschaften und die Chancen zur Realisierung
sind so gut, dass es in jedem Fall als Teilsystem eines zukünftigen
Warnsystems Berücksichtigung finden sollte. Der Betrieb durch ein staatliches
Institut, die einfache Systemstruktur, hohe technische Versorgung,
geringe Beschaffungs- und Betriebskosten auf der Senderseite sowie preisgünstige,
hochintegrierte Massenprodukte mehrerer Hersteller mit einem
vorhandenen Millionenmarkt und die Integrationsmöglichkeit in Geräte des
täglichen Lebens mit hohem Nebennutzen sind Vorteile, die von keinem
vergleichbaren System erbracht werden.
DCF 77 wird daher als Teilsystem zur Alarmierung der Bevölkerung sowie
für erste Warnmeldungen eine besonders wichtige Rolle in den Konzepten
für ein zukünftiges Warnsystem spielen.
6.2.10 Langwellenfunk EFR
Das Langwellensystem EFR (Europäische Funk Rundsteuerung) ist für die
Steuerung von Stromverbrauchern konzipiert. Über ein Funksystem, das im
wesentlichen aus zwei Langwellen-Sendeanlagen (128,8 kHz, 100 kW und
138,8 kHz, 50 kW, Reichweite ca. 600 km) mit Steuerrechner und den
Empfängern besteht, können Stromverbraucher in ganz Deutschland und in
benachbarten europäischen Ländern sehr differenziert gesteuert werden.
Die Empfänger sind mit verschiedenen Relais zur Steuerung von Stromverbrauchern
ausgestattet, mit denen aber auch ein Alarmgeber ein- und
ausgeschaltet werden könnte. Die Möglichkeit, im System mehr als 16 Millionen
Einzel- und Gruppenadressen zu vergeben, würde auch eine sehr differenzierte
Alarmierung (von bundesweit bis lokal, ja bis zu einem einzelnen
Empfänger) zulassen. Dies bietet auch die Möglichkeit, z.B. einzelne
oder mehrere Sirenen über EFR fernzusteuern. Der Empfang ist, selbst in
Kellergeschossen, sehr zuverlässig.
36

Neben der Relais-Ansteuerung ist auch die Übertragung einer geringen
Anzahl von Informationsbits möglich, mit denen über ein Display ein Hinweis
auf die Art der Gefahr gegeben werden könnte. Letzteres ist jedoch
momentan in den Empfängern noch nicht realisiert. Außerdem gibt es keine
Batteriepufferung zur Überbrückung eines Stromausfalls.
Potentielle Nutzer von EFR sind vor allem Organisationen und Bewohner
von Privatgebäuden mit Energiesteuerung. Die Kosten für die Empfänger
(ca. 300 DM) werden ganz oder zum Teil von den Energieversorgern getragen.
Problematisch sind dagegen die hohen Kosten für die Mitbenutzung
der Sender, was hohe laufende Betriebskosten für das Warnsystem verursachen
würde. Da keine Entwicklungen notwendig sind, wäre das System
jedoch sofort einsatzfähig.
Für die weitere Untersuchung wurde angenommen, dass ca. 300.000 Empfänger
pro Jahr in Deutschland durch die Energieversorger installiert werden,
so dass 2010 ca. 3 Millionen verfügbar sind.
Eignung für das zukünftige Warnsystem:
Das Langwellensystem EFR besticht durch die hohe Qualität seiner Ausführung,
die erreichte Empfangssicherheit und die differenzierte Adressierung.
Eine mögliche Mitbenutzung zur Bevölkerungswarnung hängt von
der Einführung dieser Technik durch die Energieversorger ab, wobei die
Liberalisierung des Strommarktes sich sehr positiv auswirken könnte.
Nachteilig sind dagegen die bislang kalkulierten, hohen laufenden Kosten
für die Bereitstellung des Langwellensenders. EFR wird daher nur unter
Vorbehalt (mögliche Reduktion der laufenden Kosten) weiterverfolgt.
6.2.11 Satelliten-Kommunikationssystem für Daten
Satelliten-Kommunikationssysteme sind als „Nervenstrang oder Backbone“
des zukünftigen Warnsystems, d.h. zur internen Übertragung der
Warnungen von den Lagezentren der Länder oder von der Warnzentrale des
Bundes zu den mitbenutzten Teilsystemen besonders geeignet. Die Information
wird Punkt zu Multipunkt (PMP) übertragen, was die bundesweite,
rasche, zeit- und inhaltsgleiche Weiterleitung der Alarme und Meldungen
ermöglicht. Dies sind Eigenschaften, die weder das Polizei-Festnetz noch
das öffentliche Festnetz vorweisen können.
Die technische Durchführung erfolgt über Sende/Empfangsstationen bei
den alarmierenden Stellen, über Satelliten-Uplink/Downlink zur Hub
(Sende-/Empfangsstation des Satelliten-Kommunikationsdienstes) sowie
Uplink/Downlink zu den Empfängern der Teilsysteme (siehe Bild 7-10,
Seite 58).
Das BMI hat bereits vorgesehen, in einem ersten Schritt, den Satelliten-
Kommunikationsdienst MECOM als primäres Kommunikationsmittel zwischen
der Warnzentrale und den Zivilschutz-Verbindungsstellen des Bundes
37

(Senden/Empfang) sowie den Lagezentren der Länder (Empfang) und den
Rundfunkanstalten (Empfang) einzuführen. Hierzu wurden entsprechende
Verträge mit den Rundfunkanstalten abgeschlossen. Vorteilhaft ist, dass die
meisten Rundfunkanstalten und Programmanbieter bereits MECOM-Empfänger
besitzen oder über MECOM zu erreichen sind.
Für die Nutzung als primäres Kommunikationssystem eines zukünftigen
Warnsystems müssten zusätzlich die weiteren, mitbenutzten Teilsysteme
(Alarmierungs- und Warnmeldungssysteme) durch weitere MECOM-
Empfänger einbezogen werden. Die über MECOM übertragenen Daten
müssten dann auch entsprechende Informationen enthalten, aus denen
die Alarmierungs- und Warnmeldungen generiert werden können. Von
den MECOM-Empfängern könnten die Daten über eine serielle Schnittstelle
an die Kontrollrechner der Teilsysteme weitergeleitet und dort ausgewertet
werden. Diese Aufgabenerweiterung sollte bei der für den ersten
Schritt notwendigen Softwareanpassung bei MECOM bereits berücksichtigt
werden.
Die beschriebene Version der Mitbenutzung von MECOM mit einem
Zugang über interaktive Terminals allein durch die Bundeswarnzentralen
wird als MECOM-„Minimalversion“ bezeichnet.
Eine weitere funktionelle Verbesserung der internen Kommunikation im
Warnsystem würde eine Ausstattung auch der Lagezentren der Länder mit
interaktiven (Sende/Empfang) MECOM-Geräten bringen. Jedes Lagezentrum
wäre dann in der Lage, die Teilsysteme direkt und nicht über die Bundesstellen
anzusprechen. Allerdings sind die Kosten dieser MECOM-„Vollversion“
erheblich höher.
Eignung für das zukünftige Warnsystem:
Die Satellitenkommunikation im allgemeinen und MECOM im besonderen
zeichnet sich durch die günstige Struktur, die rasche, gleichzeitige und
sichere PMP-Datenübertragung, hohe Zugangs- und Übertragungssicherheit,
hohe Verfügbarkeit, Flexibilität und nicht zuletzt durch die bereits jetzt
verbreitete Verwendung beim Rundfunk aus.
Diese Eigenschaften lassen das System als geeignet erscheinen, in einem
zukünftigen Warnsystem die Rolle des primären Kommunikationsmittels
(Kernfunktion Kommunikation) zu übernehmen. Nachteilig für den Warnsystem-Betreiber
sind allein die im Vergleich zur übertragenen Datenmenge
hohen Mietkosten für die MECOM-Komponenten.
6.2.12 Festnetze der Polizei
Die geschlossenen Festnetze und Intranets der Polizei (CNP ON und CNP
UN, siehe Abs. 4.3) sind zur Durchführung der folgenden Aufgaben im
Warnsystem geeignet (Kernfunktion Kommunikation):
38

Bei Warnung durch das Lagezentrum eines Landes:
• Verbreitung von Alarmen an lokale, erstalarmierende Stellen, z.B. Polizeiinspektionen
bei lokaler Sirenenalarmierung (CNP UN)
• Versenden von Alarmen und Warnmeldungen an die Bundeswarnzentrale
(CNP ON)
• Versenden von Alarmen und Warnmeldungen an andere Bundesländer
(CNP ON)
Denkbar, jedoch problematisch, ist die Weiterleitung von Alarmen und
Warnmeldungen über CNP an mitbenutzte Teilsysteme (Rundfunk, private
Alarmierungs- und Warnmeldungssysteme). Hierfür wären „Einbahnterminals“
notwendig, die Ausgaben, aber keine Eingaben erlauben und mit
besonderen Sicherheitsvorkehrungen versehen sind.
Bei Warnung durch eine nachgeordnete Stelle (Polizeipräsidium, Polizeidirektion):
• Versenden von Alarmen und Warnmeldungen an das Lagezentrum des
Landes
• Verbreitung von Alarmen nach unten an lokale, erstalarmierende Stellen
Das Versenden der Meldungen kann zwar nicht nach dem PMP (Punkt
zu Multipunkt) Verfahren erfolgen, da diese Funktion in Festnetzen nicht
existiert, die Anzahl der Empfänger ist jedoch begrenzt, so dass die Verzögerung
als Folge der sequentiellen Punkt zu Punkt Bearbeitung gering ist.
Eignung für das zukünftige Warnsystem:
Das CNP ON ist zur primären Kommunikation zwischen den Lagezentren
der Länder und der Bundeswarnzentrale geeignet. Die Mitbenutzung der
CNP UN ist dagegen nur für die Kommunikation zwischen den Dienststellen
eines Landes und ggf. für die Sirenenalarmierung zu empfehlen.
6.2.13 Öffentliche Festnetze
Die öffentlichen Festnetze privater Betreiber sind die bestausgebauten Telekommunikationsnetze
in Deutschland. Fast jeder Haushalt und jede Organisation
verfügt über einen analogen oder digitalen Telefonanschluß. Somit
könnte eigentlich das Telefon ein geeignetes Warnsystem sein. Leider ist
das Festnetz nur für Punkt zu Punkt Verbindungen ausgelegt, was zumindest
die rasche und möglichst gleichzeitige Alarmierung großer Bevölkerungsteile
nicht erlaubt. Eine gewisse Ausnahme hiervon bildet das Klingelzeichen
der analogen Anschlüsse, das durch die Vermittlungsstellen nahezu
parallel generiert werden könnte, allerdings erst nach umfangreichen Investitionen
in den Vermittlungsstellen.
39

40
Tabelle 6-2: Bewertung der Teilsysteme (Vorzugsliste) für die Kernfunktionen Alarmierung und Kommunikation, nach Bewertungskriterien, mit Rang und
Platzierung

Öffentliche Festnetze kommen damit nur für die interne Kommunikation im
Warnsystem, als sekundäres „Backbone“, für den Transport von Alarmen
und Warnmeldungen von den Lagezentren der Länder und der Bundeswarnzentrale
zu den mitbenutzten Teilsystemen, nicht aber für die direkte
Bevölkerungswarnung in Frage. Zur Verbesserung der Betriebs- und
Zugangssicherheit können wichtige Signalpfade durch parallele Nutzung
von Festnetzen verschiedener Netzbetreiber abgesichert und der Zugang
kann durch die Bildung geschlossener Nutzergruppen gesichert werden.
Eignung für das zukünftige Warnsystem:
Die Öffentlichen Festnetze bieten, wie alle Festnetze nur Punkt zu Punkt
Verbindungen und kommen damit nur für die interne Kommunikation im
zukünftigen Warnsystem, vorzugsweise als Sekundärsystem, in Frage. Sie
sind zwar möglicherweise in Bezug auf Sicherheit und Verfügbarkeit etwas
geringer als die Polizeinetze einzustufen, bieten jedoch vergleichbare Leistungen
(die meisten Polizeinetze und deren Komponenten sind Teile der
öffentlichen Netze).
6.3 Bewertung der Teilsysteme nach Kernfunktionen
Die in der Vorzugsliste enthaltenen und in Abs. 6.2 beschriebenen Teilsysteme
werden nun entsprechend der im Abs. 5.1 definierten Vorgehensweise
nach Kernfunktionen bewertet und in Tabelle 6-2, Seite 40 dargestellt.
Ergänzend zur Tabelle 6-2 sind in den Bildern 6-6 und 6-7 die Erreichbar-
Langwellenfunk EFR
Langwellenfunk DCF 77
Mobilfunk GSM + UMTS Cell Broadcast
Spezialempfänger UKW/RDS + DAB
Sirenen- Neuaufbau
Sirenen- Nachrüstung
2001
2005
Bild 6-6: Erreichbarkeit durch Alarm verschiedener Teilsysteme, 2001 bis 2010
2010
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
Bevölkerungsanteil
41

42
Langwellenfunk EFR
Langwellenfunk DCF 77
Mobilfunk GSM + UMTS Cell Broadcast
Spezialempfänger UKW/RDS + DAB
Sirenen- Neuaufbau
Sirenen- Nachrüstung
2001
2005
Bild 6-7: Kosten von Teilsystemen für den Warnsystembetreiber, 2001 bis 2010
2010
DM
100.000.000
50.000.000
0
250.000.000
200.000.000
150.000.000
Bild 6-8: Wirtschaftlichkeit (Erreichbarkeit in % / Kosten WS-Betreiber in Mio DM) für Teilsysteme,
2001 bis 2010
keit und die Kosten sowie in Bild 6-8, Seite 42 die Wirtschaftlichkeit der
Systeme zur Alarmierung und für Warnmeldungen zusammengestellt.
Erreichbarkeit und Kosten der Teilsysteme sind auch aus Tabelle A-6, Seite
68 und A-8, A-9, Seite 69 im Anhang zu entnehmen.

6.3.1 Alarmierung
Die vorderen Platzierungen von DCF 77 und Mobilfunk GSM + UMTS in
Tabelle 6-2 werden durch die Balkendiagramme für die Erreichbarkeit (Bild
6-6), die Kosten (Bild 6-7) und die Wirtschaftlichkeit (Bild 6-8) bestätigt.
DCF 77 ist sehr einfach zu realisieren und hat gute Chancen, in großer Zahl
eingeführt zu werden. Die Lücke im Outdoor-Bereich kann durch den
Mobilfunk geschlossen werden, wobei die angesprochenen Verbesserungen
bei GSM und UMTS durch eine möglichst rasche Spezifikationsänderung
vorbereitet werden sollten.
Ebenfalls auf Platz 2 eingestuft ist der Spezialempfänger UKW mit RDS +
DAB. Seine Verwendung im Warnsystem, Indoor und in Organisationen,
ist als mögliche Ergänzung zu DCF 77, ggf. zusammen mit DCF 77 in einem
einzigen Empfänger (z.B. Küchenradio) zu sehen. Geringer ist EFR bewertet,
wobei noch Fragen zur Realisierung bzw. zu den Kosten offen sind.
Das schlechte Abschneiden der Sirenen hängt bei der Sirenen-Nachrüstung
mit der Nichterfüllung von Anforderungen und der mäßigen Erreichbarkeit
zusammen. Der Sirenen-Neuaufbau würde zwar gute Erreichbarkeiten Outdoor
erbringen, hat jedoch bezüglich der Kosten und der Realisierung
erhebliche Nachteile. Weitere Aspekte hierzu werden noch beim System-
Entwurf, Abs. 7.2 behandelt.
6.3.2 Warnmeldung
Bis auf die Sirenen und EFR können alle in Abs. 6.3.1 genannten Alarmierungssysteme
auch Warnmeldungen anzeigen. Die wichtigsten Medien für
Warnmeldungen werden jedoch auch zukünftig Hörfunk und Fernsehen
sein, insbesondere nach vorangehender Alarmierung. Der Individualverkehr
ist durch den Verkehrsfunk gut mit Warnmeldungen versorgt.
6.3.3 Information
Hier gibt es zunächst zum Rundfunk keine Alternative. Zukünftig könnten
jedoch ausführliche Informationen nach einer Alarmierung auch durch das
Internet mit Zugang über das Festnetz oder den Mobilfunk UMTS empfangen
werden. Entscheidend ist der Ausbau der Netz-Kapazitäten zum gleichzeitigen
Zugriff sehr vieler Nutzer.
6.3.4 Kommunikation
Der vom Innenministerium bereits zur Einführung als internes Kommunikationsmittel
vorgesehene Satelliten-Kommunikationsdienst MECOM
erweist sich auch in der Bewertung, Tabelle 6-2, als günstigstes System und
ist damit die erste Wahl für das primäre Kommunikationssystem. Aufgrund
der geringeren Kosten liegt die MECOM „Minimalversion“ vor der „Vollversion“.
Die Funktion der sekundären Kommunikation kann durch das
öffentliche Festnetz und CNP ON erbracht werden.
43

7 Technische Realisierungsmöglichkeiten von
Warnsystemen
Nach der Untersuchung und Bewertung der Teilsysteme werden nun Konzepte
für das gesamte Warnsystem aufgestellt, untersucht und bewertet.
Letztlich sind sowohl für den Warnsystem-Betreiber als auch für die Bevölkerung
die Eigenschaften des Warnsystems und nicht der Teilsysteme
wichtig.
Ziel ist dabei, aus der Vielzahl der möglichen Konzepte für Warnsysteme
einige besonders geeignete und im Betrachtungszeitraum bis 2010 realisierbare
Varianten auszuwählen, ihre technischen und wirtschaftlichen
Eigenschaften darzustellen und zu bewerten, um abschließend Empfehlungen
für den Auftraggeber ableiten zu können.
7.1 Systemstruktur
Aus Kostengründen kann zukünftig kein spezifisches, einheitliches Warnsystem
aufgebaut werden. Vielmehr sind im Alltagsleben gebräuchliche
Technologien und Systeme als mitbenutzte Teilsysteme in das Warnsystem
zu integrieren. Dies hat die folgenden Konsequenzen:
• Die mitbenutzten Teilsysteme dürfen durch das Warnsystem in ihrer Normalfunktion
nicht beeinflusst werden.
• Der Wegfall eines Teilsystems, weil z.B. der private Betreiber das System
aufgibt, ändert oder anders nutzt, darf nicht zu einer Änderung der
Systemstruktur und der übrigen Funktionen des Warnsystems führen.
Gleiches gilt für die Hinzunahme eines neuen Teilsystems.
Um dies zu gewährleisten, ist eine einheitliche Struktur für das Warnsystem
erforderlich, die sich durch folgende Eigenschaften auszeichnet:
• Einfache und übersichtliche Struktur
• Hierarchischer Aufbau
• Definierte Schnittstellen zu den Teilsystemen
• Gleicher Signalpfad für Warnungen auf verschiedenen Ebenen
Aus diesen Anforderungen und mit den Teilsystemen der Vorzugsliste, Abs.
6.2, ergeben sich die in Bild 7-1, Seite 46 dargestellten Systemstrukturen.
Sie sind geprägt durch den Einsatz des Satelliten-Kommunikationsdienstes
MECOM als Kommunikations-„Nervenstrang oder Backbone“ des Warnsystems.
MECOM ist die Transportschiene für die Meldungen von den
administrativen Stellen zu den mitbenutzten Alarmierungs-, Warnmeldungs-,
und Informationssystemen. Wichtig ist der parallele Zugang durch
die administrativen Stellen und die PMP Verbindung zu den Teilsystemen.
44

In Bild 7-1a, Seite 46 ist die Systemstruktur mit MECOM „Vollversion“
dargestellt, mit Zugang durch die Lagezentren der Länder, die Bundeswarnzentrale
und die Zivilschutz-Verbindungsstellen. In Bild 7-1b, Seite 47
ist die Systemstruktur mit MECOM „Minimalversion“ dargestellt, mit
MECOM Zugang nur durch die Bundesstellen und mit der Kommunikations-Verbindung
der Lagezentren der Länder zu den Bundesstellen durch
das Polizeinetz CNP ON.
Nicht in die Systemstruktur passen die Sirenen, die über die CNP UN der
Länder eingebunden sind.
Da in beiden Fällen MECOM als „Flaschenhals“ ein gewisses Sicherheitsrisiko
für das Warnsystem bedeutet, ist das Festnetz als sekundäres Kommunikationssystem
vorzusehen. In dieser sekundär-Rolle ist auch tolerierbar,
dass das Festnetz einige der oben genannten Anforderungen nicht
erfüllt.
7.2 Systementwurf
Für den Entwurf des zukünftigen Warnsystems werden zunächst die
Schwachstellen des gegenwärtigen Systems festgestellt. Hierzu ist in Bild
7-2, Seite 48 die gegenwärtige Erreichbarkeit durch Warnmeldungen des
Rundfunks und Alarmierung durch den Sirenen-Ist-Stand dargestellt.
Durch Vergleich des Aufenthaltsmusters mit der Erreichbarkeit sind neben
der zu geringen Gesamt-Erreichbarkeit wesentliche Defizite Outdoor und
Indoor und dies insbesondere nachts festzustellen.
Um diese Mängel zu beseitigen, werden zunächst in Bild 7-3, Seite 48 die
beiden für die Outdoor Alarmierung in Frage kommenden Teilsysteme
GSM + UMTS Cell Broadcast sowie Sirenen Ist-Stand + Nachrüstung im
Jahr 2010 verglichen. Die Erreichbarkeit liegt bei GSM + UMTS mehr als
doppelt so hoch wie bei den Sirenen. Dabei ist noch zu beachten, dass Sirenen
in Ballungsgebieten weitestgehend abgebaut sind und daher durch Sirenen-Nachrüstung
in diesem Bereich keine Alarmierung möglich ist.
GSM / UMTS wird daher die erste Wahl für die Outdoor-Alarmierung und
Warnmeldung sein.
45

46
Bild 7-1a: Systemstruktur Warnsystem

Bild 7-1b: Systemstruktur Warnsystem
47

Bevölkerungsanteil
Bevölkerungsanteil
Durch Bild 7-4 wird der zweite Schwachpunkt, die Indoor-Alarmierung
beleuchtet. Hierzu werden die Erreichbarkeiten der Teilsysteme DCF 77,
GSM + UMTS Cell Broadcast und Sirenen-Ist-Stand + Nachrüstung im
Jahr 2010 verglichen. Die Erreichbarkeit ist bei DCF 77 im Mittel mehr als
doppelt so hoch und nachts fast dreimal so hoch wie bei den GSM + UMTS.
Die Sirenen spielen nur nachts eine gewisse Rolle, wobei wieder der oben
erwähnte Nachteil (keine Sirenen in Ballungsgebieten) gilt.
48
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
Indoor Outdoor Organisation Individualverkehr Gesamt
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Uhrzeit [ Stunden ]
16%
14%
12%
10%
8%
6%
4%
2%
Mittelwerte: Indoor 17,3% Outdoor 0,6% Organisation 2,6% Individualverkehr 1,4% Gesamt 21,9%
Bild 7-2: Erreichbarkeit, Ausgangssituation 2001, Warnmeldung mit Rundfunk (Hörfunk, TV), bundesweit
und regional (70% der Sender) und Alarm Sirene Ist-Stand
Aufenthalt, Outdoor Erreichbarkeit, GSM Cell Broadcast Erreichbarkeit Sirenen IST + Nachrüst.
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Uhrzeit [ Stunden ]
Mittelwerte: Aufenthalt 7,4%, GSM Cell Broadcast 3,6 %, DCF 77 0,1%, Sirenen Iststand + Nachrüstung 1,5 %
Bild 7-3: Aufenthaltsmuster Outdoor sowie Erreichbarkeit Outdoor durch Alarmierung Mobilfunk
GSM Cell Broadcast, DCF 77 (nicht gezeichnet) und Sirenen-Ist-Stand + Nachrüstung, 2010

Bevölkerungsanteil
100%
80%
60%
40%
20%
Aufenthalt Indoor DCF 77 GSM / UMTS Cell Broadcast Sirenen Ist + Nachrüstung
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Uhrzeit [ Stunden ]
Mittelwerte: GSM / UMTS Cell Br. 11,2%, DCF 77 25,3%, Sirenen Istst. + Nachr. 8,7%, Aufenthalt 64%
Bild 7-4: Aufenthaltsmuster, Erreichbarkeit Indoor, Alarmierung durch die Teilsysteme GSM / UTMS
Cell Broadcast, DCF 77, Sirenen-Ist-Stand + Nachrüstung, 2010
DCF 77 wird daher die erste Wahl für die Indoor-Alarmierung und Warnmeldung
sein.
7.3 Konzeptvarianten des Warnsystems
Mit den Vorgaben aus Abs. 7.1 und 7.2 erfolgt nun, wie in Bild 7-5 , Seite
51 dargestellt, die Aufstellung alternativer Konzeptvarianten in vier Stufen,
die aufeinander aufbauen. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten:
• Konzeptvarianten nur mit neuen Technologien, ohne Sirenen:
Stufe 1 bis 4
• Konzeptvarianten mit neuen Technologien und mit Sirenen:
Stufe 1 S1 bis 4 S2
Zusatz S1 zur Stufe: nur Sirenen-Ist-Stand,
Zusatz S2: Sirenen-Ist-Stand + Sirenen-Nachrüstung
Zum Vergleich wird das konventionelle System, bestehend aus Stufe 1 S1 +
Sirenen-Nachrüstung + Sirenen-Neuaufbau betrachtet.
49

Damit ergeben sich die nachfolgend definierten und in Bild 7-5 dargestellten
Konzeptvarianten:
Stufe 1: Kommunikation mit MECOM und CNP ON (primär)
sowie Festnetz (sekundär) + Hörfunk analog und
digital + Fernsehen analog + digital.
Stufe 1 S1: Stufe 1 + Sirenen-Ist-Stand
Stufe 2: Stufe 1 + GSM + UMTS Cell Broadcast
Stufe 2 S1: Stufe 2 + Sirenen-Ist-Stand
Stufe 2 S2: Stufe 2 S1 + Sirenen-Nachrüstung
Stufe 3: Stufe 2 + DCF 77
Stufe 3 S2: Stufe 2 S2 + DCF 77
Stufe 4: Stufe 3 + Spezialempfänger UKW/RDS + DAB
+ EFR
Stufe 4 S2: Stufe 3 S2 + Spezialempfänger UKW/RDS + DAB
+ EFR
Konventionelles Stufe 1 S1 + Sirenen-Nachrüstung + Sirenen- .
System Neuaufbau
Konzeptvarianten des Warnsystems
7.4 Bewertung der Warnsystem-Varianten
Wie bei den Teilsystemen, so werden auch für die Varianten des Warnsystems
die Erfüllung der notwendigen und wünschenswerten Anforderungen,
die Leistungen (Reaktionszeit, Erreichbarkeit), Kosten, Wirtschaftlichkeit,
Realisierung und Akzeptanz dargestellt und bewertet.
Die Bewertung der in Abs. 7.3 definierten Stufen erfolgt nicht einzeln, sondern
stets zusammen, zum Vergleich. Es wird angenommen, dass der Aufbau
des Warnsystems 2001 beginnt und 2010 endet.
Die Bewertungstabellen 7-1 und 7-2, Seite 53 und 54 enthalten die Bewertung
der nachfolgend dargestellten technischen und wirtschaftlichen
Leistungen.
7.4.1 Notwendige und wünschenswerte Anforderungen
Die Erfüllung der notwendigen und wünschenswerten Anforderungen
durch die definierten Systemvarianten (Stufen 1 bis 4 S2 und konventionelles
Warnsyst.) ergibt sich im Wesentlichen durch die mitbenutzten Teilsysteme
und deren Erfüllung der notwendigen und wünschenswerten Anforderungen.
50

Kommunikation: Primär: Satelliten- Kommunikation MECOM + Polizeinetz CNP ON; Sekundär: Öffentl. Festnetz
Rundfunk: Hörfunk, analog, terrestrisch, Satellit, Kabel, RDS, digital DAB, DVB , Fernsehen analog und digital
Alarmierung Sirene, Iststand
GSM / UMTS Cell Broadcast GSM / UMTS Cell Broadcast
Sirenen- Nachrüst.
Sirenen- Nachrüst.
DCF 77 DCF 77
Sirenen-
Neuinstal.
RDS/DAB
EFR
RDS/DAB
EFR
Konv.
Syst.
Stufe
4S2
Stufe
3S2
Stufe
2S2
Stufe
2S1
Stufe
1S1
Stufe
4
Stufe
3
Stufe
2
Stufe
1
Bild 7-5: Übersicht von Konzeptversionen für Warnsysteme, Stufen 1 bis 4, ohne Sirenen, Stufen 1 S1 bis 4 S2 mit Sirenen sowie Konventionelles Warnsystem
51

7.4.2 Reaktionszeiten
Für die Ermittlung des funktionellen und zeitlichen Ablaufs im Warnsystem
wurden Ablaufdiagramme erstellt (Beispiel Bild A.5-1, Anhang, Seite
70/71). Hieraus können die in Tabelle 7-1 bzw. 7-2 , Seiten 53, 54 eingetragenen
Reaktionszeiten entnommen werden. Es zeigt sich, dass aus den im
Abs. 6.2-7 genannten Gründen stets GSM als das langsamste Teilsystem die
maximale Reaktionszeit bestimmt. Dies könnte sich bei einer späteren
GSM-Generation und bei UMTS erheblich verbessern.
7.4.3 Erreichbarkeit
Die Tagesmittelwerte der Erreichbarkeiten für die Warnsystem-Varianten
sind in Tabelle A-6, Anhang, Seite 68 zusammengestellt. Bild 7-6, Seite 55
zeigt die Werte für die Stufen 1 bis 4 sowie, zum Vergleich das konventionelle
Warnsystem und das Aufenthaltsmuster für 2010. Auffällig ist der
Zuwachs von Stufe 1 nach Stufe 2, insbesondere im Outdoor-Bereich durch
GSM/UMTS. Stufe 3 bringt Indoor und im Bereich der Organisationen
durch DCF 77 nochmals einen erheblichen Zuwachs, während die Erweiterung
um UKW/RDS + DAB + EFR (Stufe 4) nur noch geringen Zuwachs
ergibt. Das konventionelle Warnsystem liegt nur Outdoor mit 0,6 % Vorsprung
über Stufe 3 und 4, ansonsten jedoch wesentlich darunter.
In Bild 7-7, Seite 55 sind für alle Stufen und für das konventionelle System
die Erreichbarkeiten Indoor und Gesamt sowie das Aufenthaltsmuster als
Diagramm dargestellt. Auch hier zeigt sich: Die stärkste Steigerung wird
von Stufe 2 nach Stufe 3 erreicht, während die Steigerung von Stufe 3 nach
Stufe 4 mit ca. 4 % gering ausfällt. Die Sirenen bringen nur zwischen 7 %
(Stufe 2 nach 2 S2), 4 % (Stufe 3 nach 3 S2)und 3 % (Stufe 4 nach 4 S2)
Zuwachs. Stufe 3 stellt also ein gewisses Optimum dar.
Anmerkung: Der Gesamtwert des Aufenthaltsmusters liegt nicht bei
100 %, sondern nur bei 96,4 %, da von den 82 Millionen Einwohnern
der Bundesrepublik sich im Mittel 3,6 % im Ausland aufhalten (siehe auch
Bild 5-3, Seite 22).
7.4.4 Kosten
Die Kosten der Warnsystem-Varianten sind in Tabelle A-10 bis A-12 im
Anhang, Seite 69 zusammengestellt. Sie enthalten die Kosten sowohl für die
MECOM-„Vollversion“ mit Interaktiven Endgeräten in den Lagezentren
der Länder als auch für die MECOM-„Minimalversion“. Sollte die „Minimalversion“
zum Einsatz kommen, so werden die Kosten für alle Stufen um
denselben Betrag geringer, was die Bewertung jedoch nur geringfügig
beeinflusst (siehe Tabelle 7-2 , Seite 54). Bild 7-8 zeigt die Kosten für den
Warnsystem-Betreiber für die Jahre 2001, 2001 bis 2005 und 2001 bis 2010
für die MECOM „Vollversion“. Auch hier zeigt sich für Stufe 3 ein gewisses
Optimum.
52

Tabelle 7-1: Bewertung der Varianten der Warnsysteme mit MECOM „Vollversion“ nach Bewertungskriterien mit Rang und Platzierung,
Grau: Systeme ohne Sirenen, * nur Warnmeldung, (✓): nur bedingt erfüllt
53

54
Tabelle 7-2: Bewertung der Varianten der Warnsysteme mit MECOM „Minimalversion“ nach Bewertungskriterien mit Rang und Platzierung,
Grau: Systeme ohne Sirenen, * nur Warnmeldung, 0: nicht erfüllt, (✓): nur bedingt erfüllt

Gesamt
Indoor
Organisation
Outdoor
Individualverkehr
Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4 Konvent.
System
Aufenthalt
Bild 7-6: Erreichbarkeit durch Warnsysteme, 2010, 24 Stunden-Mittelwerte, Montag bis Sonntag
sowie Aufenthaltsmuster (Aufenthalt)
Bevölkerungsanteil
100%
80%
60%
40%
21,8% 22,7%
17,3%
20%
17,1%
14,6%
0%
Links Indoor
Rechts Gesamt
System ohne Sirene
System mit Sirene
45,6%
24,8%
48,4%
28,0%
52,5%
39,1%
65,1%
42,3%
69,3% 68,9%
Stufe 1 Stufe 1 S1 Stufe 2 Stufe 2 S1 Stufe 2 S2 Stufe 3 Stufe 3 S2 Stufe 4 Stufe 4 S2 Konvent.
System
42,7%
45,5%
72,6%
31,7%
47,9%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
96,4%
64,4%
Bevölkerungsanteil
Aufenthalt
Bild 7-7: Erreichbarkeit durch Warnsysteme, Indoor und Gesamt, 2010, Montag bis Sonntag sowie
Aufenthaltsmuster (Aufenthalt)
55

2010
56
2005
2001
Stufe 1 Stufe 1
S1
Stufe 2 Stufe 2
S1
Stufe 2
S2
Stufe 3 Stufe 3
S2
Stufe 4 Stufe 4
S2
Konv.
Syst.
Bild 7-8: Kosten des Warnsystem-Betreibers für Warnsysteme, bis 2001, bis 2005, bis 2010
2001
2005
2010
Konv.
Syst.
Stufe 4 S2
Stufe 4
Stufe 3 S2
Stufe 3
Stufe 2 S2 Stufe 2 S1
Stufe 2
Stufe 1 S1
DM
300.000.000
250.000.000
200.000.000
150.000.000
100.000.000
50.000.000
0
Stufe 1
Bild 7-9: Wirtschaftlichkeit (Erreichbarkeit/Kosten WS-Betreiber) von Warnsystemen 2001 bis 2010
7.4.5 Wirtschaftlichkeit
Bild 7-9 zeigt die Wirtschaftlichkeit der Warnsystem-Varianten, definiert als
Erreichbarkeit in %/Kosten des Warnsystem-Betreibers in Millionen DM
für die MECOM-„Vollversion“. Interessant ist, dass die Wirtschaftlichkeit
am Anfang (2001) und dort für die unteren Stufen am höchsten ist. Zunächst
sind die Kosten durch den Rundfunk, Sirenen-Ist-Stand und GSM gering
bei bereits vorhandener Erreichbarkeit. Bis 2010 geht bei allen Stufen die
Wirtschaftlichkeit ständig zurück. Dies zeigt, dass für höhere Erreichbarkeiten
die Kosten überproportional zunehmen. 2010 hat Stufe 3 die höchste
und das konventionelle Warnsystem die geringste Wirtschaftlichkeit.
12
10
8
6
4
2
0

7.4.6 Realisierung und Akzeptanz
Für die Systemvarianten ergeben sich diese beiden qualitativen Bewertungen
aus den Bewertungen der jeweils beteiligten Teilsysteme, siehe Tabelle
6-2, Seite 40.
7.4.7 Platzierung der Warnsystem-Varianten
Die Ergebnisse der Bewertungen der Warnsystem-Varianten mit den
Bewertungskriterien (siehe Abs. 5.2) sind zur Bestimmung der Rangfolge
und der Platzierung in Tabelle 7-1 und 7-2, Seite 53 und 54 zusammengestellt.
Auch hier gilt wieder, wie bei der Bewertung der Teilsysteme, dass
diese Bewertung, die zum Teil auf qualitativen Aussagen beruht, keine
absolute Aussage erlaubt, aber gute Hinweise über geeignete und weniger
geeignete Systeme gibt.
Auch die Bewertung nach Tabellen 7-1 und 7-2 zeigen, was sich bereits aus
den Bildern 7-7 bis 7-9 andeutete, dass nämlich die optimalen Systeme in
der oberen Mitte, bei Stufe 3 bzw. 3 S2 liegen.
Bild 7-10, Seite 58 zeigt abschließend den Systemaufbau von Stufe 3 bzw.
3 S2. Die Erreichbarkeit der Stufe 3 im Tagesverlauf für 2010 ist aus Bild
7-11 zu entnehmen. Die Erreichbarkeiten von 45 % nachts und fast 80 % am
Tag sind Werte, die auch international mit an der Spitze liegen würden.
Bevölkerungsanteil
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
Indoor Outdoor Organisation Individualverkehr Gesamt
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Uhrzeit [ Stunden ]
Mittelwerte: Indoor 39,1% Outdoor 3,6% Organisation 19,2% Individualverkehr 3,2% Gesamt 65,1%
Bild 7-11: Erreichbarkeit durch Warnsysteme Stufe 3, Teilsysteme Rundfunk, GSM/UMTS Cell
Broadcast, DCF 77, 2010
57

MECOM privater
Satelliten
Kommunikationsdienst
58
Warnzentralen BMI
CNP ON
Cell
Broadcast
Center
W 1 - 4
GSM
UMTS
Rundfunk
Alarm.
System
L
1 - 16
Länder
Lagezentren
HUB
Operation
Center
CNP UN
Kreis m
z
Kreis 1
Kreis n
PD, PI FEL
Regionale,
lokale
Leitstellen
DCF 77
Mobilfunk
Radio
TV
Auslösung Sirenen
mit BOS-Funk
Sirenen
Organisation
Alarmierung kollektiv mit
Radio Spezialempfänger
und internem Warnsystem
Alarmierung,
Warnmeldung
Verkehrsfunk
Alarm,
Warnmeldung
Mobilfunk
GSM
UMTS
Warnmeldung Rundfunk,
Alarmierung UKW/RDS
+ DAB Spezialempfänger
Alarmierung
Uhren, Kombigeräte
Alarmierung
Outdoor durch
Sirenen
Bild 7-10: Warnsystem Stufe 3 bzw. 3 S2, mit primärer Kommunikation MECOM

8 Zusammenfassung
Das gegenwärtige System zur Warnung der Bevölkerung in Deutschland im
Verteidigungsfall sowie bei Katastrophen und größeren Schadensereignissen
besteht aus Warnmeldungen und Informationen durch den Rundfunk
sowie aus örtlichen Alarmierungen mit Sirenen. Seine Struktur und sein
Ausbau ist für eine rasche, gleichzeitige und umfassende Warnung bei
großflächigen Gefahren nicht ausgelegt.
Die wesentlichen Defizite des vorhandenen Systems: fehlende Alarmierung
und keine zeitgleiche, einheitliche Warnmeldung und Information durch
den Rundfunk sind auch die Ansatzpunkte für den Aufbau eines zukünftigen
Warnsystems.
Die traditionelle Lösung für die Alarmierung in Form des Aufbaus eines
bundesweiten Sirenennetzes durch Nachrüstung der vorhandenen Feuerwehrsirenen
und Neuaufbau von elektronischen Sirenen ist aus verschiedenen
Gründen, insbesondere auch wegen der hohen Kosten wohl kaum realisierbar.
Als Alternative kommt ein integriertes Warnsystem in Frage, das verschiedene
Technologien des täglichen Lebens mit Potential zur Bevölkerungswarnung
mitbenutzt. Damit dieses, von der Bevölkerung auch finanziell
mitgetragene Konzept, akzeptiert wird, müssen Alarme, Warnmeldungen
und Informationen als quasi kostenlose Nebenfunktionen durch Massenprodukte
der Informations- und Kommunikationstechnik bereitgestellt werden.
Dabei sollte vorhandenen, eingeführten oder in Einführung befindlichen
Systemen der Vorzug gegeben werden.
Wichtigste Funktion des zukünftigen Warnsystems ist dabei eine die Aufmerksamkeit
der Bevölkerung erzwingende, rasche und gezielte Alarmierung.
Sie ist die Voraussetzung, dass die nachfolgende Warnmeldung einen
möglichst großen Teil der Bevölkerung erreicht. Die Untersuchung von
hierfür geeigneten Technologien und Systemen hat gezeigt, dass unter den
genannten Gesichtspunkten im Wesentlichen drei Systeme mit Alarmfunktion
für die Mitbenutzung in einem zukünftigen Warnsystem in Frage kommen:
Mobilfunk nach GSM- oder UMTS-Standard mit Cell Broadcast-
Funktion, Langwellen-Zeitfunk DCF 77 mit zusätzlicher Alarmfunktion
und das Radio-Daten-System (RDS) des terrestrischen UKW-Hörfunks. Für
die beiden letztgenannten Systeme sind Modifikationen bei den Sendern
und Empfängern zur Realisierung der Alarmierung durchzuführen.
Die Alarmierung durch den Mobilfunk ist in allen Aufenthaltsbereichen,
insbesondere auch im Freien möglich und sollte daher in jedem Fall genutzt
werden. Bei DCF 77 und RDS sind zwar ebenfalls mobile Empfänger möglich,
der Schwerpunkt liegt hier jedoch bei stationären Empfängern zur
Alarmierung in Gebäuden. DCF 77 ist dabei vorzuziehen, da es eine höhere
und raschere Marktdurchdringung durch den Einbau in zahlreiche Geräte
des täglichen Lebens verspricht.
59

Die nach einer Alarmierung notwendigen Warnmeldungen und Informationen
können nur zum Teil über die genannten Alarmierungssysteme selbst
empfangen werden. Im Wesentlichen ist für diese Aufgabe, wie bisher, der
Rundfunk zuständig. Um Rundfunkmeldungen über möglichst viele Programme
möglichst rasch und zeitgleich verbreiten zu können, ist ein geeignetes
internes Kommunikationssystem für das Warnsystem einzuführen.
Die Überlegungen zur Gestaltung dieses Kommunikationssystems zeigen,
dass der vom BMI bereits für die Verbindung zum Rundfunk vorgesehene
Satelliten-Kommunikationsdienst MECOM durch seine Punkt-zu-Multipunkt-Kommunikationsfähigkeit
auch für die Einbindung der Alarmierungssysteme
in das Warnsystem besonders geeignet ist.
Im Hinblick auf die erreichte Bevölkerung, die Kosten und die Realisierung
könnte ein optimal ausgelegtes, zukünftiges Warnsystem aus den Teilsystemen
MECOM (primäre Kommunikation), Festnetz (sekundäre oder redundante
Kommunikation), Polizeinetz CNP ON (primäre Kommunikation
obere Landes- und Bundesbehörden), Mobilfunk Cell Broadcast und DCF
77 (Alarmierung, Warnmeldung) sowie Rundfunk (Warnmeldung, Information)
bestehen. Bis 2010 könnten mit einem solchen System im Mittel
65 % der Bevölkerung bei Gesamtkosten für den Warnsystembetreiber von
ca. 7–12 Millionen DM je nach Ausgestaltung der Kommunikation erreicht
werden.
Besonders wichtig ist die flexible Systemstruktur dieses Konzepts, die eine
problemlose Integration weiterer Systeme in das Warnsystem zu einem späteren
Zeitpunkt erlaubt. Die hierdurch erreichte funktionelle Redundanz
könnte auch im Verteidigungsfall mit den derzeit gültigen Bedrohungsannahmen
die Betriebsicherheit des Warnsystems gewährleisten, obwohl seine
Teilsysteme hierfür nicht ausgelegt sind.
Die Einbeziehung der vorhandenen Feuerwehrsirenen in das Warnsystem ist
zwar technisch möglich, aus verschiedenen Gründen jedoch weniger interessant.
Sie eignen sich eher als lokale Alarmierungsmittel in der Umgebung
von Objekten mit besonderem Gefahrenpotential.
60

9 Europäische Aspekte
Die Untersuchung der Warnsysteme in den europäischen Nachbarländern
(siehe Abs. 4.6) ergab, dass in diesen Ländern Warnsysteme mit unterschiedlicher
Konzeption und unterschiedlichem Ausbau verfügbar sind. In
den meisten Ländern ist allerdings ein Ergänzungsbedarf vorhanden; so ist
z.B. eine Indoor-Alarmierung und meist auch die Warnung im Bereich von
Organisationen nicht implementiert.
Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass diese Lücken bei den
europäischen Nachbarländern durch die vorgeschlagenen Warnsystem-
Konzepte ganz oder teilweise geschlossen werden könnten.
Zumindest die Warnsystem-Stufe 2 mit der Kommunikation über MECOM
oder ein gleichwertiges System und die individuelle Warnung durch GSM
Cell Broadcast ist in allen europäischen Ländern möglich. Insbesondere in
den nord- und südeuropäischen Ländern ist die Versorgung mit Handys
besonders hoch.
Die Übernahme von GSM bzw. UMTS Cell Broadcast zur Warnung durch
andere europäische Länder hätte den Vorteil, dass die Spezifikationsänderungen
bei ETSI wesentlich leichter durchzusetzen wären.
Für die Warnsystem-Stufe 3 muss DCF 77 sicher zu empfangen sein. Dies
ist zumindest im Bereich Dänemark bis Norditalien und Frankreich bis
Polen der Fall. In dieser Untersuchung wurde allerdings nicht geprüft, wie
die DCF 77-Codierung für diesen erweiterten Warnbereich aussehen
müsste und welche Verlängerung der Reaktionszeit sich ggf. durch die
Hinzunahme weiterer Länder ergeben würde. In Großbritannien gibt es
ebenfalls einen Zeitsender, der nach demselben Prinzip, jedoch mit anderer
Trägerfrequenz funktioniert.
In Ländern, in denen kein DCF 77 Empfang möglich ist, könnten Spezialempfänger
UKW mit RDS oder DAB zur Warnung verwendet werden. In
Schweden gibt es bereits spezielle RDS-Warnempfänger für stationären
Betrieb.
Der Vorteil des vorgeschlagenen Konzeptes ist, dass der Aufbau des deutschen
Warnsystems zunächst auch ohne europäische Lösung begonnen werden
kann. Für die Auslegung der DCF 77-Codierung ist allerdings wichtig,
ob noch andere Länder versorgt werden sollen. Sollten dann andere Länder
das Warnsystem ganz oder teilweise übernehmen, so ist dies jederzeit möglich.
61

10 Empfehlungen
Als Konsequenz der positiven Ergebnisse dieser Studie wird der Aufbau
eines neuartigen, integrierten Bevölkerungs-Warnsystems aus mitbenutzten
Teilsystemen empfohlen. Dabei sollten die vorgeschlagene Systemstruktur
entsprechend Abs. 7.1 und das im Abs. 7.3 unter Stufe 3 genannte Warnsystem-Konzept
als Zielvorgabe dienen.
Die guten Leistungen, die relativ geringen Kosten, die risikoarme Realisierung
und der mögliche schrittweise Aufbau lassen dieses Konzept besonders
geeignet erscheinen.
Die weitere Planung dieses Projekts ist nicht Aufgabe dieser Studie, es wurden
jedoch im Verlauf der Untersuchungen einige Bereiche festgestellt, die
im Rahmen der Studie nicht voll abgeklärt werden konnten, aber vor der
Inangriffnahme des Projekts abgeklärt werden müssen. Einige davon sind
auch zeitkritisch, so dass ihre Bearbeitung baldmöglichst erfolgen sollte.
Die Durchführung folgender Vorarbeiten wird daher empfohlen:
MECOM: Die vorgesehene Software-Anpassung zur Übertragung von
Warnmeldungen an den Rundfunk sollte bereits die Nutzung von MECOM
als primäres Kommunikationssystem entsprechend Bild 7-1 bzw. 7-2
berücksichtigen. Insbesondere sollte bereits beim ersten Schritt die Einbeziehung
von GSM Cell Broadcast (vier GSM-Netze), DCF 77, EFR und
auch die nachträgliche Ausstattung der Lagezentren der Länder mit interaktiven
MECOM-Sende-/Empfangsgeräten (MECOM „Vollversion“) in der
Software vorgesehen werden. Dies würde eine weitere Software-Änderung
beim späteren Aufbau des Warnsystems erleichtern oder überflüssig
machen.
Hierzu sind eine System- und eine Software-Spezifikation zu erstellen, welche
die Anforderungen des Warnsystems an MECOM definieren.
Rundfunk (Hörfunk und Fernsehen): Hier ist festzustellen, welche Sender
gegenwärtig und in naher Zukunft direkt oder indirekt mit MECOM
versorgt sind, wie in den Redaktionen Warnmeldungen behandelt werden
und welche Verbesserungen ggf. durchzuführen sind, um Meldungen rasch
sowie zeit- und inhaltsgleich verbreiten zu können.
Hörfunk, UKW mit RDS : Es ist festzustellen, welche Sender in der Lage
sind, ein dynamisches RDS-Signal PTY 31 für Warnzwecke zu erzeugen, zu
senden und welche Investitionen ggf. notwendig sind, um dies zukünftig
realisieren zu können.
Lagezentren der Länder: Für jedes Bundesland ist festzustellen, wie
gegenwärtig Warnungen über CNP ON an die Bundeswarnzentralen und an
andere Lagezentren übermittelt werden können und welche Investitionen
ggf. notwendig sind, um dies zukünftig durchzuführen.
DCF 77: Hier sind im wesentlichen drei Voruntersuchungen notwendig:
62

Empfangssicherheit: die Empfangssicherheit von Alarmen und Warnmeldungen
ist mit Standard-DCF 77-Geräten sowie einigen stationären und
mobilen Testempfängern in einem Feldversuch unter kritischen Umgebungsbedingungen
(Entfernung vom Sender Mainflingen, Witterung,
EMV) zu überprüfen. Hieraus sind Anforderungen an die Codierung
(Redundanz, Wiederholung) und an den Betrieb der Empfänger abzuleiten.
Codierung: Die optimale Codierung der Alarme und Warnmeldungen ist in
einer Spezifikation festzulegen, in einem Simulationsversuch zu prüfen und
in einem Demonstrationsversuch zur verifizieren (siehe oben). Der Demonstrationsversuch
sollte sowohl mit einem Testsender als auch mit dem Sender
Mainflingen durchgeführt werden. Hierbei ist die Problematik der
mobilen Empfänger (Armbanduhr) und ggf. auch die spätere Alarmierung
von europäischen Nachbarländern zu berücksichtigen.
Mobiler Empfänger: Eine DCF 77 Funk-Armbanduhr ist nach gegenwärtiger
Kenntnis grundsätzlich für Warnzwecke nutzbar; allerdings bestehen
gewisse Einschränkungen bezüglich der Laufzeit mit einer Batterie (Bei
digitalen Uhren würde mit den gegenwärtig verwendeten Batterien die
Laufzeit 1 bis 2 Jahre sein, bei Zeigeruhren ca. ein Jahr). Hierbei sind verlängernde
Möglichkeiten, wie Solarspeisung oder verbesserte Batterien
nicht eingerechnet. In Zusammenarbeit mit der Industrie ist die Überprüfung
dieser Werte im Rahmen des Feldversuchs erforderlich.
GSM/ UMTS Cell Broadcast: Vordringlich ist die Spezifizierung und Einbringung
der Verbesserungswünsche entsprechend Abs. 6.2.7 und 6.2.8 in
die GSM- und UMTS-Spezifikation bei ETSI durch die Regulierungsbehörde
für Post und Telekommunikation zu betreiben. Weiterhin sind die
Schnittstellen und die Telegrammbearbeitung in den Cell Broadcastzentren
der vier Netzbetreiber detailliert zu untersuchen, die Reaktionszeiten für
Warnungen in unterschiedlichen Gebieten festzustellen sowie die laufenden
Kosten für den Warnbetrieb zu ermitteln.
Zusammenfassend wird empfohlen, die gegenwärtige, wirtschaftlich
günstige und technologie-freundliche Situation für den Aufbau des vorgeschlagenen
Bevölkerungs-Warnsystems zu nutzen. Durch die zunehmende
Anwendung moderner Kommunikationsmittel in der Bevölkerung sind
die Realisierungs-Chancen gut und das Risiko ist bei sorgfältiger Vorbereitung
kalkulierbar. Durch die Mitbenutzung vorhandener Systeme sind die
zu investierenden Mittel im Vergleich zum Aufbau konventioneller Warnsysteme
gering.
63

11 Begriffe und Abkürzungen
Die Tabelle enthält die Erklärung von Abkürzungen und die Definition von
Begriffen, soweit dies nicht direkt im Bericht erfolgt ist.
Alarm, Alarmierung Signal, das akustisch, optisch Aufmerksamkeit
erzwingt
Aufenthaltsmuster Erfassung der Bevölkerung nach Ort, Zahl und
(Oberbegriff) Zeit
BOS Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben
Cell Broadcast Zellen-Rundsende-Verfahren beim Mobilfunk
CNP ON Corporate Network Police, Obere Netzebene
CNP UN Corporate Network Police, Untere Netzebene
DAB Digital Audio Broadcast, digitaler Rundfunk
dB (A) Schalldruck in Dezibel nach Hörkurve A
DCF 77 Langwellen-Zeitnormalsender, 77 kHz
E Empfang
EFR Europäische Funk-Rundsteuerung
ETSI Europäische Standardisierungsbehörde für
Telekommunikation
Erreichbarkeit Anzahl der durch die Warnung tatsächlich
erreichten Personen oder Prozentsatz der
erreichten Bevölkerung
GSM Global System for Mobile Communications
Individualverkehr Aufenthaltsmuster im privaten oder
geschäftlichen Kfz
Indoor Aufenthaltsmuster für Personen in Privatgebäuden
oder Geschäftsräumen kleiner
Organisationen
Information Ausführliche, differenzierte Meldung als
Sprache, Text, Bild
Kommunikation System zum Transport der Warnung von der
auslösenden Stelle zu den administrativen
Stellen und zu den Teilsystemen
LAN Local Area Network
64

MECOM Medien-Communikations-Gesellschaft, Firma
Organisation Aufenthaltsmuster für Personen in öffentlichen
oder privaten Organisationen und öffentlichen
Verkehrsmitteln als Mitarbeiter, Kunden,
Besucher
Outdoor Aufenthaltsmuster für Personen im Freien, als
Fußgänger, Radfahrer, Motorradfahrer
PMP Punkt zu Multipunkt Kommunikation
PTY 31 Programmtyp 31 (Alarm) bei RDS
RDS Radio-Daten-System
SMS Short Message Service, Kurzmitteilung beim
Mobilfunk
System Realisierung innerhalb der Technologie
S/E Senden/Empfang, interaktiver Transceiver
TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol
Technologie Oberbegriff für technische Sparte
Teilsystem Komponente eines Warnsystems
TETRA TErrestrial Trunked RAdio (digitaler Bündelfunk)
UMTS Universal Mobile Telecommunications Standard
WAN Wide Area Network
WARI Warn-Rundfunk-Informationssystem
Warnmeldung Meldung als Sprache, Text, Bild
Warnsystem System zur Warnung der Bevölkerung,
bestehend aus Teilsystemen
Warnung (Oberbegriff) Oberbegriff für Alarm, Warnmeldung,
Information
WS Warnsystem
WS-Betreiber Betreiber des Warnsystems, Innenministerien
des Bundes, der Länder, Kreise, Kommunen
WS- Nutzer Bevölkerung, Organisationen
3 GPP 3 Global Partnership Project
65

12 Anhang
Verw. NR. Land FlŠche (km 2 ) Einw. (Ts.) Anzahl Sirenen fŸr Bevšlkerungswarnung Technische Versorgung mit Sirenen
Iststand 2000 Potenzial 2000 Stand 92 Iststand 2000 Potenzial 2000
Anz. (Tsd.) % Anz. (Tsd.) %
Deutschland 357.020 82.002 15.080 39.241 92.291 9.500 12% 24.586 30%
66
01.000 Schlesw.-Holstein 15.771 2.742 1.289 2.014 4.354 541 20% 846 31%
02.000 Hamburg 755 1.708 315 315 1.370 314 18% 314 18%
03.000 Niedersachsen 47.612 7.815 2.679 4.249 12.033 1.270 16% 2.115 27%
04.000 Bremen 404 668 0 0 508 0 0% 0 0%
05.000 Nordrhein-Westf. 34.078 17.948 2.647 5.128 16.121 1.888 11% 3.740 21%
06.000 Hessen 21.114 6.027 406 1.727 5.506 270 4% 1.327 22%
07.000 Rheinland-Pfalz 19.846 4.001 916 1.833 4.613 526 13% 1.202 30%
08.000 Baden-WŸrttemb. 35.752 10.375 2.547 5.040 7.490 2.780 27% 5.448 53%
09.000 Bayern 70.551 12.044 1.128 8.936 14.448 726 6% 5.127 43%
10.000 Saarland 2.570 1.084 251 314 1.257 140 13% 184 17%
11.000 Berlin 891 3.459 0 0 1.751 0 0% 0 0%
12.000 Brandenburg 29.475 2.554 274 2.181 3.605 103 4% 1.080 42%
13.000 Mecklenb.-Vorp. 23.170 1.817 953 1.587 4.500 224 12% 403 22%
14.000 Sachsen 18.413 4.545 140 3.017 5.967 61 1% 1.527 34%
15.000 Sachsen-Anhalt 20.447 2.724 515 1.180 4.743 209 8% 475 17%
16.000 ThŸringen 16.171 2.491 1.020 1.720 4.025 449 18% 797 32%
Tabelle A-1: Alarmierung der Bevölkerung durch Sirenen, Anzahl der Sirenen und Technische Versorgung, Ist-Stand und Potenzial

Technische Versorgung VT Aufenthaltsort
Indoor Outdoor Organisation Individualverk.
Tageszeit
Warnsystem
Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht
Alarm, Sirene, Iststand, Deutschland 12% 12% 12% 12% 12% 12% 12% 12%
Alarm Sirene, NachrŸstung, Deutsc 2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
Alarm Sirene, Neuaufbau, Deutschl 2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
Alarm Sirene, NachrŸstung, Deutsc 2005 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18%
Alarm Sirene, Neuaufbau, Deutschl 2005 25% 25% 25% 25% 25% 25% 25% 25%
Alarm Sirene, NachrŸstung, Deutsc 2010 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18%
Alarm Sirene, Neuaufbau, Deutschl 2010 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50%
Alarm DCF 77, EFR 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99%
Alarm Mobilfunk 90% 90% 95% 95% 95% 95% 90% 90%
Alarm Funkruf 80% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 80%
Alarm SpezialempfŠnger RDS / DAB 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99%
Tabelle A-2: Technische Versorgung VT durch verschiedene Alarmierungssysteme
VerfŸgbarkeit v
Aufenthaltsort
Indoor Outdoor Organisation Individualverk.
Tageszeit
Warnsystem
Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht
Alarm Sirene, NachrŸstung 95% 95% 95% 95% 95% 95% 95% 95%
Alarm Sirene, Neuaufbau 98% 98% 98% 98% 98% 98% 98% 98%
Alarm DCF 77 2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
Alarm EFR 2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
Alarm Mobilfunk 2001 25% 30% 20% 20% 40% 40% 20% 20%
Alarm Hšrfunk mit RDS / DAB 2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 60% 60%
Alarm DCF 77 2005 22% 22% 1% 1% 50% 50% 0% 0%
Alarm EFR 2005 3% 3% 0% 0% 15% 15% 0% 0%
Alarm Mobilfunk 2005 55% 60% 50% 50% 75% 75% 55% 55%
Alarm Hšrfunk mit RDS / DAB 2005 3% 3% 0% 0% 20% 20% 0% 0%
Alarm DCF 77 2010 44% 44% 2% 2% 95% 95% 0% 0%
Alarm EFR 2010 6% 6% 0% 0% 30% 30% 0% 0%
Alarm Mobilfunk 2010 80% 85% 80% 80% 95% 95% 80% 80%
Alarm SpezialempfŠnger RDS / DAB 2010 10% 10% 0% 0% 45% 45% 0% 0%
Alarm Funkruf
2% 2% 1% 1% 5% 5% 1% 1%
Tabelle A-3: Verfügbarkeit v für verschiedene Alarmierungssysteme
Einschaltquote q
Aufenthaltsort
Indoor Outdoor Organisation Individualverk.
Tageszeit
Warnsystem
Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht
Alarm Sirene Gewählt 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
Alarm DCF 77, EFR ohne Outdoor Gewählt 95% 95% 95% 95% 98% 98% 0% 0%
Alarm Mobilfunk Gewählt 50% 30% 70% 75% 95% 95% 80% 80%
Alarm Spezialempfänger RDS / DAB Gewählt 100% 100% 0% 0% 100% 100% 0% 0%
Alarm Funkruf Gewählt 95% 95% 95% 95% 95% 95% 95% 95%
Tabelle A-4: Einschaltquote q für verschiedene Alarmierungssysteme
Wahrnehmung w
Aufenthaltsort
Indoor Outdoor Organisation Individualverk.
Tageszeit
Warnsystem
Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht Tag Nacht
Alarm Sirene Gewählt 42% 55% 73% 73% 54% 54% 27% 27%
Alarm DCF 77, EFR ohne Outdoor Gewählt 95% 95% 98% 98% 98% 98% 0% 0%
Alarm Mobilfunk Gewählt 60% 50% 90% 90% 95% 95% 90% 90%
Alarm Spezialempfänger RDS / DAB Gewählt 95% 95% 0% 0% 98% 98% 95% 95%
Alarm Funkruf Gewählt 70% 60% 95% 95% 98% 98% 95% 95%
Tabelle A-5: Wahrnehmung w für verschiedene Alarmierungssysteme
67

Zeit Teilsysteme Gesamt Indoor Organisation Outdoor Individualverk.
2001 Hörfunk regional 8,9% 6,2% 1,5% 0,0% 1,3%
2001 Fernsehen bundesweit + regional 8,4% 8,4% 0,0% 0,0% 0,0%
2001 Hörfunk + Fernsehen 17,3% 14,6% 1,5% 0,0% 1,3%
2001 Alarm Sirene Ist 5,5% 3,5% 1,2% 0,6% 0,2 %
2001 Alarm Mobilfunk 11,9% 3,6% 6,7% 0,9% 0,6%
2001 Alarm Funkruf 1,5% 0,6% 0,7% 0,1% 0,0%
2001 Aufenthalt 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
2005 Alarm Sirene Nachrüstung 8,2% 5,2% 1,8% 0,9% 0,2%
2005 Alarm Sirene, Neuaufbau 11,7% 7,5% 2,6% 1,3% 0,3%
2005 Alarm Sirene Ist + Nachrüst. 13,7% 8,7% 3,0% 1,5% 0,4%
2005 Alarm DCF 77 22,0% 12,7% 9,3% 0,1% 0,0%
2005 Alarm EFR 4,5% 1,7% 2,8% 0,0% 0,0%
2005 Alarm Mobilfunk 24,3% 7,7% 12,6% 2,2% 1,8%
2005 Alarm Spezialempf. RDS/DAB 5,6% 1,8% 3,8% 0,0% 0,0%
2005 Aufenthalt 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
2010 Alarm Sirene Nachrüstung 8,2% 5,2% 1,8% 0,9% 0,2%
2010 Alarm Sirene, Neuaufbau 23,5% 15,0% 5,2% 2,7% 0,7%
2010 Alarm Sirene Ist + Nachrüst. + Neuaufb. 37,1% 23,7% 8,2% 4,2% 1,0%
2010 Alarm DCF 77 43,1% 25,3% 17,7% 0,1% 0,0%
2010 Alarm EFR 9,0% 3,5% 5,6% 0,0% 0,0%
2010 Alarm Mobilfunk 33,2% 11,2% 15,9% 3,6% 2,6%
2010 Alarm Spezialempf. RDS/DAB 14,6% 6,1% 8,5% 0,0% 0,0%
2010 Aufenthalt 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
Tabelle A-6: Erreichbarkeit durch Teilsysteme, Mittelwerte Montag bis Sonntag und Aufenthaltsmuster
Zeit Warnsysteme Gesamt Indoor Organisation Outdoor Individualverk.
2001 Stufe 1 17,3% 14,6% 1,5% 0,0% 1,3%
2001 Stufe 1 S1 21,9% 17,3% 2,6% 0,6% 1,4%
2001 Stufe 2 27,5% 17,2% 7,7% 0,9% 1,7%
2001 Stufe 2 S1 31,6% 19,9% 8,4% 1,4% 1,8%
2001 Stufe 2 S2 31,6% 19,9% 8,4% 1,4% 1,8%
2001 Stufe 3 27,5% 17,2% 7,7% 0,9% 1,7%
2001 Stufe 3 S2 31,6% 19,9% 8,4% 1,4% 1,8%
2001 Stufe 4 27,5% 17,2% 7,7% 0,9% 1,7%
2001 Stufe 4 S2 31,6% 19,9% 8,4% 1,4% 1,8%
2001 Konventionelles System 21,9% 17,3% 2,6% 0,6% 1,4%
2001 Aufenthalt 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
2005 Stufe 1 17,3% 14,6% 1,5% 0,0% 1,3%
2005 Stufe 1 S1 21,9% 17,3% 2,6% 0,6% 1,4%
2005 Stufe 2 38,1% 20,2% 13,1% 2,2 % 2,6%
2005 Stufe 2 S1 41,5% 22,7% 13,5% 2,7% 2,6%
2005 Stufe 2 S2 46,6% 26,4% 14,1% 3,3% 2,8%
2005 Stufe 3 49,9% 28,9% 16,2% 2,3% 2,6%
2005 Stufe 3 S2 56,7% 33,9% 16,7% 3,4% 2,8%
2005 Stufe 4 52,9% 30,8% 17,2% 2,3% 2,6%
2005 Stufe 4 S2 59,2% 35,5% 17,6% 3,4% 2,8%
2005 Konventionelles System 38,8% 27,5% 6,7% 2,9% 1,8%
2005 Aufenthalt 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
2010 Stufe 1 17,3% 14,6% 1,5% 0,0% 1,3%
2010 Stufe 1 S1 21,9% 17,3% 2,6% 0,6% 1,4%
2010 Stufe 2 45,6% 22,7% 16,2% 3,6% 3,2%
2010 Stufe 2 S1 48,6% 25,0% 16,4% 3,9% 3,2%
2010 Stufe 2 S2 53,0% 28,5% 16,7% 4,4% 3,3%
2010 Stufe 3 65,1% 39,1% 19,2% 3,6% 3,2%
2010 Stufe 3 S2 69,7% 42,6% 19,3% 4,4% 3,3%
2010 Stufe 4 69,0% 42,7% 19,4% 3,6% 3,2%
2010 Stufe 4 S2 72,9% 45,7% 19,5% 4,4% 3,3%
2010 Konventionelles System 48,7% 33,4% 9,1% 4,2% 2,0%
2010 Aufenthalt 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
Tabelle A-7: Erreichbarkeit durch Warnsysteme, Mittelwerte Montag bis Sonntag und Aufenthaltsmuster
68

Sir.- Neuaufbau
Hörfunk
UKW/RDS + DAB
Fernsehen
Funkruf
GSM + UMTS
CNP ON
CNP ON + CNP UN
Öff. Festnetze
MECOM, Vollv.
MECOM, Minimalv.
DCF 77
EFR
Kosten 2001 2.816.000 539.000 658.080 1.183.200 453.600 1.328.000 158.000 880.000 200.000 0 850.000 0 20.273.250
Kosten bis 2005 12.416.000 575.000 1.640.400 4.266.000 868.000 1.760.000 190.000 1.200.000 200.000 0 850.000 0 108.011.250
Kosten bis 2010 24.416.000 620.000 3.055.800 8.307.000 1.386.000 2.300.000 230.000 1.600.000 200.000 0 850.000 0 232.605.000
Tabelle A-8: Kosten Warnsystem-Betreiber für Teilsysteme
Gesamtkosten bis 2005 12.416.000 338.075.000 1.640.400 4.266.000 868.000 1.760.000 190.000 1.200.000 300.200.000 0 82.100.000 0 108.011.250
Gesamtkosten bis 2010 24.416.000 1.050.620.000 3.055.800 8.307.000 1.386.000 2.300.000 230.000 1.600.000 600.200.000 0 225.850.000 0 232.605.000
Tabelle A-9: Gesamtkosten Warnsystem-Betreiber und Mehrkosten Nutzer für Teilsysteme
Stufe 1 Stufe 1 S1 Stufe 2 Stufe 2 S1 Stufe 2 S2 Stufe 3 Stufe 3 S2 Stufe 4 Stufe 4 S2 Konv. Syst.
Kosten 2001 1.486.800 1.486.800 2.366.800 2.366.800 4.801.800 2.905.800 5.340.800 6.571.800 9.006.800 24.195.050
Kosten bis 2005 5.134.000 5.134.000 6.334.000 6.334.000 18.509.000 6.909.000 19.084.000 20.175.000 32.350.000 125.320.250
Kosten bis 2010 9.693.000 9.693.000 11.293.000 11.293.000 23.468.000 11.913.000 24.088.000 37.179.000 49.354.000 254.473.000
Tabelle A-10: Kostenanteil Warnsystem-Betreiber für die Varianten der Warnsysteme, MECOM „Vollversion“
Stufe 1 Stufe 1 S1 Stufe 2 Stufe 2 S1 Stufe 2 S2 Stufe 3 Stufe 3 S2 Stufe 4 Stufe 4 S2 Konv. Syst.
Gesamtkosten bis 2005 5.134.000 5.134.000 6.334.000 6.334.000 18.509.000 344.409.000 356.584.000 438.925.000 451.100.000 125.320.250
Gesamtkosten bis 2010 9.693.000 9.693.000 11.293.000 11.293.000 23.468.000 1.061.913.000 1.074.088.000 1.312.179.000 1.324.354.000 254.473.000
Tabelle A-11: Gesamtkosten Warnsystem-Betreiber und Mehrkosten Nutzer für die Varianten der Warnsysteme, MECOM „Vollversion“
Stufe 1 Stufe 1 S1 Stufe 2 Stufe 2 S1 Stufe 2 S2 Stufe 3 Stufe 3 S2 Stufe 4 Stufe 4 S2 Konv. Syst.
Kosten 2001 961.680 961.680 1.841.680 1.841.680 4.276.680 2.380.680 4.815.680 6.046.680 8.481.680 23.669.930
Kosten bis 2005 2.658.400 2.658.400 3.858.400 3.858.400 16.033.400 4.433.400 16.608.400 17.699.400 29.874.400 122.844.650
Kosten bis 2010 4.591.800 4.591.800 6.191.800 6.191.800 18.366.800 6.811.800 18.986.800 32.077.800 44.252.800 249.371.800
Tabelle A-12: Kostenanteil Warnsystem-Betreiber für die Varianten der Warnsysteme, MECOM „Minimalversion“
69

Warnsystem, Betreiberanteil
Lagezentrum Land 1
Initiierung Alarm,
Warnmeldung
A
Alarmierung durch
anderes Land
[t = 0 s]
Sirenenalarm?
Alarmierung dezentral durch Sirenen
Warnrechner
Eingabe
Alarm,
Warnmeld.
Ja
[t = 35 s]
Eingabe,
Alarm,
Warnmeld.
Alternative Kommunikation
über MECOM Festnetz
Nein
B
MECOM
OK?
[t = 65 s]
Ja
[t = 35 s]
Datenübertragung
MECOM
CNP UN
Land A
EFR
DCF 77
Mobilfunk
GSM
UMTS
Fernsehen
bundesweit
regional
Hörfunk
bundesweit
regional
Lagezentren
Länder
2 bis 16
Warnzentralen
Bund
Polizeidienststelle
unt. Ebene
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 125-305 s]
„Erstalarmierende
Stellen“

Langwellensender
EFR
Langwellensender
DCF 77
Mobilfunk
Netze
Alarm
Warnmeld.
Alarm
Warnmeld.
Alarm
Warnmeld.
Alarm
Warnmeld.
Alarm
Eingabe
Einblendung
Eingabe
RDS
DAB
Alarm Land
2-16 ?
?
Lokale
Auslösung
Funkverbindung
[t = 140-320 s]
[t = 60 s] [t = 80 s]
[t = 60 s]
Sender
Fernsehen
Sender
Hörfunk
RDS, DAB
A
Sirenen-
System
Empfänger
EFR
Empfänger
DCF 77
Handy
GSM
UMTS
Fernsehempfänger
Radio +
(Spez. Empf.
RDS/DAB)
[t = 90 s] [t = 160-280 s] [t = 115-160 s] [t = 60-120 s]
[t = 70 s]
[t = 150-330 s]
Alarm
Alarm
Warnmeld.
Alarm
Warnmeld.
Alarm
Warnmeld.
Alarm
Warnmeld.
Alarm
Warnsystem, Nutzeranteil
Bild A5-1: Flußdiagramm Warnsystem, Stufe 3, primäre Kommunikation über MECOM Vollversion, Punktiert Stufe 4 S2
Beispiel: Zentrale Warnung durch Lagezentrum Land, Ablauf mit Angabe der Reaktionszeiten

Final Report on the
Research Project
”Technological Options
for an Early Alert
of the Population“
Short Version
Author:
Volkmar Held

Published by: Bundesverwaltungsamt – Zentralstelle für Zivilschutz –
Deutschherrenstr. 93–95, 53117 Bonn
Telephone: (02 28) 9 40-0
Telefax: (02 28) 9 40-14 24
Internet: www.bundesverwaltungsamt.de
The work is representing the author’s opinion. It does not necessarily
reflect the views of the editor and should not be interpreted as such.
Translation: Bundessprachenamt
© 2001 by Bundesverwaltungsamt – Zentralstelle für Zivilschutz – Bonn
Satz und Druck: Medienhaus Froitzheim AG, Bonn, Berlin
74

Contents
1 Current status of population alerts in Germany............ 78
2 Purpose and objective of the study .............................................. 79
3 Approach ................................................................................................................ 80
4 Survey of alert systems in Germany .......................................... 81
4.1 Current status and the potential of sirens for alerting
the population .......................................................................................................... 81
4.2 Equipment at situation centers and control centers
of the German government agencies and organizations
with public safety functions .......................................................................... 82
4.3 Communication networks of government agencies and
organizations with public safety functions .......................................... 83
4.4 Alerting and informing the public via public and private
radio stations ............................................................................................................ 83
4.5 Public and private organizations with internal alert and
information systems ............................................................................................ 85
4.6 Civil defense and emergency alert systems in adjacent
countries ...................................................................................................................... 85
5 Requirements and assessment .......................................................... 87
5.1 Requirements for alert systems and subsystems .............................. 87
5.2 Assessment ................................................................................................................ 89
5.2.1 Approach .................................................................................................................... 89
5.2.2 Calculating the coverage .................................................................................. 90
5.2.3 Costs .............................................................................................................................. 92
5.2.4 Cost effectiveness ................................................................................................ 92
5.2.5 System compatibility (subsystems only) .............................................. 93
5.2.6 Feasibility .................................................................................................................. 93
5.2.7 Acceptance ................................................................................................................ 93
6 Alert system technologies ...................................................................... 94
6.1 System selection .................................................................................................... 94
6.2 Technological and economic aspects of alert systems .................. 95
6.2.1 List of preferred systems .................................................................................. 95
6.2.2 Upgrading fire service sirens with the population alert signal 96
6.2.3 Installation of new electronic sirens ........................................................ 97
75

6.2.4 Radio and TV, analog and digital, terrestrial, cable and
satellite ........................................................................................................................ 98
6.2.5 Special FM receivers with RDS .................................................................. 99
6.2.6 DAB special-purpose receivers.................................................................... 101
6.2.7 GSM Cell Broadcast mobile radio ............................................................ 101
6.2.8 UMTS mobile radio ............................................................................................ 103
6.2.9 DCF 77 low-frequency radio ........................................................................ 103
6.2.10 EFR low-frequency radio ................................................................................ 105
6.2.11 Satellite data communication system ...................................................... 106
6.2.12 Fixed networks of the police.......................................................................... 107
6.2.13 Public fixed networks ........................................................................................ 108
6.3 Assessment of subsystems by main functions.................................... 110
6.3.1 Alerting........................................................................................................................ 110
6.3.2 Warning ...................................................................................................................... 112
6.3.3 Informing.................................................................................................................... 112
6.3.4 Communicating ...................................................................................................... 112
7 Technological options for implementing alert
systems ...................................................................................................................... 113
7.1 System structures .................................................................................................. 113
7.2 System design.......................................................................................................... 114
7.3 Conceptual versions of the alert system ................................................ 118
7.4 Assessment of the alert system versions ................................................ 119
7.4.1 Necessary and desirable requirements .................................................... 119
7.4.2 Reaction times ........................................................................................................ 119
7.4.3 Coverage .................................................................................................................... 121
7.4.4 Costs .............................................................................................................................. 121
7.4.5 Cost effectiveness ................................................................................................ 121
7.4.6 Feasibility and acceptance .............................................................................. 127
7.4.7 Ranking the alert system versions.............................................................. 127
8 Summary ................................................................................................................ 129
9 European aspects............................................................................................ 131
10 Recommendations ........................................................................................ 132
11 Terms and abbreviations ........................................................................ 134
12 Annex ................................................................................................................ 136–141
76

Preface
In the summer of 1998, the Federal Ministry of the Interior made a public
invitation for bids on the research project concerning “Technological Options
for an Early Alert of the Population” (“Technologische Möglichkeiten
einer möglichst frühzeitigen Warnung der Bevölkerung”). In September
1998, the project was awarded to Hörmann GmbH. In the context of this
study, “alert” is used as a generic term for the main functions of “alerting”,
“warning”, “informing” and “communicating” (which is used here in the
sense of “within-system message transport”).
An associated working group composed of representatives of the Federal
Civil Defense Agency, the interior ministries of the German states and the
Civil Defense Commission provided useful technical support. Hörmann
and the author wish to thank the members of the working group and the
numerous national and foreign points of contact from industry, government
agencies and the media for cooperating, for making valuable suggestions,
and for providing information.
The work done in this project was documented in five interim reports and in
this Final Report. This short version of the Final Report contains only the
most important results and conclusions. Extensive data, analyses and results
may be found in the long version of this Final Report.
77

1 Current status of population alerts in
Germany
During the Cold War era, the civil defense organizations of the Federal
Republic of Germany and the German Democratic Republic established
comprehensive systems for population alerts. The two most important components
of these alert systems were sirens for alert purposes and the use of
radio broadcasts for the dissemination of warnings and emergency information.
In the wake of détente, these expensive alert systems were abandoned and
were closed down in late 1992. What has remained is a system for alerting
the population with radio broadcasts and (in highly threatened areas) with
local alerts by the disaster control organization through the use of sirens.
These methods are used in cases of internal and external danger in peacetime
and to warn against threats in defense emergencies. However, in timecritical
situations (e.g. last year’s flood) it has become clear that without calling
a prior alert, only a limited part of the population can be reached quickly
with warnings via radio broadcasts. The existing system no longer permits
the kind of quick and complete coverage required for population alerts
in defense emergencies, disasters, or situations in which major damage
could occur.
Meanwhile, through the new civil defense regulations of 25 March 1997,
the legislature has affirmed that the function of alerting the population in a
national defense emergency is still a task of the Federal government; however,
the technical and organizational aspects of this function have been
assigned to the German states and their disaster control organizations.
But the German states are currently unable to conduct population alerts with
the required speed and to the required extent. It is therefore necessary to
conduct deliberations on the design of a future system for alerting the population
that is sufficiently flexible and thus suitable for both civil defense
purposes in a national defense emergency and for disaster control.
78

2 Purpose and objective of the study
In light of the deficiencies described above, and in view of the requirement
for a flexible and comprehensive system for alerting the population, the purpose
of this study was to develop technical documentation for use by the
Federal Ministry of the Interior as a decision-making tool for implementing
a new alert system. Important conditions for the study were the following:
• It is not necessary to have a specific, uniform alert system.
• Advanced technologies used in communication and information systems
in everyday life should be co-used for alert purposes.
• The alert system should be used for both civil defense and disaster control
purposes, which have quite different functions and alert areas (from the
national down to the local level).
• No specific scenarios should be defined. This means that effective, early
(rapid) alerts must be possible both at the national and local levels, even
in the worst case, without a prior alert.
• It is assumed that the information and communication infrastructure will
essentially be intact; in a defense emergency, destruction will be limited
and there will be no general disruption of radio transmissions (e.g.
through NEMP – nuclear electro-magnetic pulse).
The main purpose of this study was to find new technologies with alert
potential, to be used for the main functions of “alerting”, “warning”, “informing”
and “communicating” within an integrated alert system. The focus
was on “alerting” as the method of obtaining the public’s attention to subsequent
warnings and information.
The main objective of the study therefore was to identify, evaluate and
assess new co-used technologies and systems and to conceive a future alert
system based on these technologies and systems. The main emphasis of the
concept was to be placed on the structure, design, performance, costs and
feasibility of the alert system.
It should be noted that in line with the terms of reference, the study was
limited to technological and economic aspects and excluded all psychological
issues and questions of responsibility.
79

3 Approach
The purpose and objective of the study resulted in an approach consisting of
four steps that are based on the following questions:
• What systems are now in existence?
Survey of existing population alert systems, public and private as well as
in other European countries.
• What is required?
Definition of alert system requirements, assessment criteria, and constraints.
• What other equipment can be used?
Identification, analysis as well as technical and economic assessment of
technologies and systems available for co-use in alert systems.
• What solutions for alert systems are feasible?
80
Development of concepts for alert systems consisting of existing and new
subsystems; technological and economic assessment; feasibility analysis.

4 Survey of alert systems in Germany
Within the scope of a survey of existing alert systems in Germany, it was
determined what potential assets are available for alerting the population
and how to integrate these potentials into a future alert system. Alert
systems in other European countries were studied with regard to the possible
adoption of requirements, procedures, or subsystems.
4.1 Current status and the potential of sirens for alerting the
population
Figure 4-1 illustrates the use of sirens for alerting the population in Germany
from 1992 to 2000. Until 1992 there were approx. 87.000 electric
motor-driven sirens (ES) and electronic sirens (ELS) in use; in West Germany
there were also approx. 500 high performance sirens (HLS). The former
were mostly operated jointly by the civil defense organizations and fire
fighting services, the latter only by the civil defense organizations. Figure
4-1 shows the different alert signals (fire: a continuous siren sound lasting
1 minute, with two breaks; population alert: a warbling siren sound lasting
1 minute) and the different drive techniques (radio for fire fighting services;
dedicated lines for the civil defense organizations).
After deactivation of the civil defense alert system, in 1993 approx. 39.000
sirens were transferred to the authority of the municipalities. They are currently
used as follows:
• 24.000 sirens are used only for alerting fire fighters, and not for alerting
the population. They can give only the fire signal (continuous siren sound
of 1 minute, with two breaks).
• 15.000 sirens are used for alerting fire fighters and additionally for alerting
the population (a warbling siren sound lasting 1 minute).
The latter sirens alert the population within a radius of 10 km (partly up to
25 km around nuclear power plants) and partly within the environments of
factories in which hazardous substances are processed, and in areas where
there is a flood danger. In the following, this is referred to as the “actual status”
of sirens used for alerts.
If the 24.000 fire service sirens could be equipped with an additional alarm
for population alerts, a potential of 39.000 sirens would be available for
alerting the population (see Figure 4-1). This number is referred to as the
“potential” for alerting with sirens.
Initial information about the effectiveness of these sirens is given by the
technical coverage V T. This value corresponds to the population percenta-
81

ge that is within
“hearing range”
(60 dB [A]) of the
sirens. The current
actual value of V T is
ca. 16 %; the potential
value of V T is
ca. 42 %.
It should be noted
that the population
percentage actually
reached by sirens is
considerably lower
than these values,
due to building
insulation and ambient
noise (see
Tables A-5 and A-6
in the Annex).
Table A-1 (Annex)
shows the total
number of sirens in
Germany and in the
German states in
the years 2000 and
1992, respectively,
and the corresponding
values of the
technical coverage V T. The siren numbers given are electric motor-driven
sirens (ES). High performance sirens (HLS) were included in the count with
a factor of 10; electronic sirens were included with a factor of 4.
4.2 Equipment at situation centers and control centers of the
German government agencies and organizations with
public safety functions
The situation centers of the German states and the subordinate control centers
of government agencies and organizations with public safety functions
will in the future retain the responsibility for controlling and processing
alerts. These agencies are continuously manned and are nearly completely
equipped with computers, graphic systems, and alert systems; and they are
familiar with computer-assisted message processing. These are good preconditions
for the integration of new alert systems.
82
Status of 1992
Electric motor-driven ES High-performance sirens HLS
S: 87.000
Controlled by fire
fighting services
Actual status
in 2000
S: 39.000
S: 15.000
S: 39.000
V : 16%
T
S: 39.000
V : 42%
T
Controlled by fire fighting services
and disaster control organizations
Upgrade with population alert signal
S: 500
V : 80%
T
Dismantled 1992-1995
Controlled by civil
defense organizations
Controlled by fire fighting services and disaster control organizations
Not all sirens give population alert signal
Potential in 2000 +
Fire alarm signal
Population alert signal
Warbling siren sound, 1 minute
S: Number of sirens V T: Technical coverage of population alert
Figure 4-1: Sirens used for population alerts in Germany, status
of 1992; actual status 2000; potential for the future
alert system

4.3 Communication networks of government agencies and
organizations with public safety functions
Well-functioning and secure telecommunication links are particularly
important elements of alert systems. They are the “nerve center” and the
“backbone” of an alert system; they link the control centers raising the
alarm with the co-used systems.
The fixed networks of the police, which have just recently been modernized,
could become a suitable basis for this purpose:
CNP-ON (Corporate Network Police, Upper Level) is a national integrated
WAN fixed network of the home affairs agencies of the German states and
the Federal Office of Criminal Investigation; it has a hierarchical structure
for voice, text and data transmission to link up the German states with each
other.
CNP-UN (Corporate Network Police, Lower Level) is a system of regional
police networks for voice, text and data transmission and Intranet. These
are closed fixed networks which usually consist of several local broadband
local area networks connected by wide area networks. To a large extent,
open TCP/IP protocols have been adopted, and there is an Intranet structure.
The gateways to other networks are protected by security devices (firewalls).
Within these closed networks for the user group of the police, access security
and security from misuse are ensured. Integration of the Federal Alert
Centers (Bundeswarnzentralen) into the CNP-ON for population alerts
should not be a problem; however, the integration of additional public and
private agencies such as fire fighting services, broadcasting stations and private
alert systems is more problematic. This might be done by using ”oneway
terminals” for output only.
Analog radio networks of the police, rescue services and fire fighting services
have been introduced nation-wide in Germany on the local level, and
partly also on the regional level.Their importance for population alerts is
limited to the radio control of sirens (see Section 4.1).
4.4 Alerting and informing the public via public and private
radio stations
Presently, public alerts of the population over radio and TV include “official
bulletins on danger” disseminated by the agency issuing the warning,
which must broadcast word for word on the radio; and “danger messages”
from the same source, which must be broadcast in a general sense. On television,
alert messages are usually faded in with references to radio broadcasts.
83

Agreement on the dissemination of such warnings has been reached by
the Federal Ministry of the Interior and the interior ministries of the German
states, on the one hand, and the public TV networks (ARD and ZDF)
on the other. However, most of the numerous private TV stations are also
integrated in the reporting system, either directly or through the news agencies.
The generation of warnings is currently done by the traffic reporting centers
of the German states, which are linked with the regional control centers of
the states via CNP-UN and with the Federal Reporting Center (Bundesmeldestelle,
located in North Rhine-Westphalia) via CNP-ON. Events affecting
only the respective state are reported directly by the traffic reporting centers
to the regional broadcasting stations, regional private radio stations, and
regional news agencies. The means of communication used for this purpose
may vary widely; messages are mostly sent by fax, e-mail, or public
telephone lines.
But this does not secure a rapid, simultaneous and timely transmission of
warnings with the same content over all public and private radio and TV stations,
nor does it ensure that they are closely linked in time to an alert that
may have preceded them. Especially if the danger affects a large area, it is
important that the warning must be closely linked in time to the alert in
order to avoid a blockage of telephone lines by a massive onslaught of private
telephone calls.
To sum up we can say that the following improvements will be necessary
for an effective dissemination of warnings and information via radio and TV
stations:
• All public and private radio and TV stations should spread the warning, if
possible.
• For a simultaneous dissemination of warnings, standard PMP (point-tomulti-point)
links for communication between stations and situation centers
of the German states are required.
The German Federal Government has decided to initiate these improvements
and has signed agreements with the broadcasting companies on the
co-use of the MECOM SATCOM system that is used by the companies for
news agency reports. The introduction of MECOM (see Sec. 6.2.11) as
a communication backbone for the future alert system would also be a
good solution for the integration of additional co-used systems and for
coordinating the time when alerts and warnings are sent over radio and
TV stations.
In general it is true, of course, that radio and TV broadcasts can be used for
warnings only if the receivers are switched on, which underlines the special
importance of disseminating prior alerts.
84

4.5 Public and private organizations with internal alert and
information systems
On workdays, at least, up to 50 % of the population are located within the
premises of public and private organizations such as businesses, schools,
department stores, hotels, and public means of transport. Many of these
organizations have internal alert and information systems, mainly for fire
protection; these can be used for alerts in situations of internal danger.
In the future, these internal alert and information systems could also be used
to spread public alerts and warnings within the organization. A single warning
at a suitable place could provide a collective alert for all employees,
visitors and guests of the organization. The condition for this is quite simple:
In addition to having a warning receiver it will be necessary to man
only a single alert, safety and communication center to operate the internal
alert and information system.
For the studies in this project it was assumed that from 2001 onward, collective
alerts will be increasingly provided in organizations. This is realistic
because it can be assumed that within organizations, people will also receive
warnings over personal warning devices (e.g. cellular phones or
radios) and will then pass them on to others. To prevent any uncontrolled
behavior among the employees, visitors and customers that may be caused
by such warnings, the organization must give warning as early as possible
as well as specific additional information.
4.6 Civil defense and emergency alert systems in adjacent
countries
In the past few years, nearly all adjacent European countries have considerably
expanded or modernized their systems for alerting the population.
Within the scope of this research it was also planned to study whether the
systems, technologies and procedures used there for this purpose are relevant
for the future German alert system.
Studies of the system structures, warning devices and communication
methods as well as the co-used advanced technologies were made for the
following countries:
Denmark, the Netherlands, Belgium, France, Switzerland, Italy (South
Tyrol), and Austria.
The result of the study was that the alert systems used in these countries are
based on the following well-known but costly alert concept: alerting with
sirens, warning broadcasts, and centralized or decentralized alerts issued by
hierarchically structured centers over closed communication networks.
The configuration of components used in the alert systems of these countries
varies, but is not new. Several countries use modern electronic sirens
85

and modern means of communication such as TETRA (TErrestrial Trunked
RAdio); modern control centers equipped with computers for alert purposes
already exist or are planned.
In some countries there is an interesting solution for the timing of alerts and
the subsequent broadcasting of warnings: In Switzerland, commands for the
local manual control of sirens are given over the radio; in Denmark, broadcasting
stations have computers for alerting purposes which are integrated
into the closed communication system; in South Tyrol, warnings can even
be inserted directly into local station broadcasts by the agency calling an
alert.
Summing up it can be said that the alert systems in the adjacent European
countries are all based on the same concept: sirens and broadcasts. Common
to all countries therefore is the principal disadvantage of using sirens for
alerts, which is a less than optimal chance of reaching people in buildings,
and (in most cases) the problem of integrating the numerous private radio
and TV stations as well as the limited use of collective alerts by organizations.
For the present, therefore, the alert systems in adjacent European countries
can contribute only little to our search for new technologies that have so
far not yet been used in alert systems and that are suitable for co-use in a
future German alert system.
86

5 Requirements and assessment
5.1 Requirements for alert systems and subsystems
For the following parts of the study it was assumed that a future alert system
will integrate several co-used systems in order to derive from them the desired
alerting effects. Such co-used systems are referred to as “subsystems”;
to be able to select and assess these as well as the concepts for new alert
systems, the requirements had to be defined first. They are subdivided into
the
• necessary requirements (minimum requirements, which must be met in
whole or at least in part), and the
• desirable requirements (where it is of advantage if they are met).
The requirements are related to:
• System functions (alerting, warning, informing, communicating);
• operation (availability, priority, capability for off-line operation, security
from misuse);
• features (reaction time, coverage);
• design (fail-safe, self-test, regulations).
These requirements were defined and tabulated for an assessment of the
alert systems and subsystems. Furthermore, the following constraints were
defined, which are important for the classification and assessment of subsystems:
Areas where people are located in relation to the effectiveness areas of the
alert systems:
• Indoors (in private areas or on the premises of small organizations);
• outdoors (in the open, on foot, on bikes or motorbikes without a radio);
• organizations (within the responsibility areas of organizations, inside
buildings, in the open, in public transport);
• individual transport (private cars or business vehicles).
Administrative agencies that initiate, process, distribute and issue warnings:
• German Federal Government agencies (Federal Alert Center and civil
defense liaison offices) – centralized alert;
87

Figure 5-1 is a schematic illustration of the organizational and functional
structures resulting from the above constraints and (in anticipation of Section
6.2) gives examples of the possible co-used technologies.
88
Public and private co-used systems (subsystems) for the main functions of:
”Communicating“ ”Alerting“ ”Warning“ ”Informing“
Public
administrative agencies
Radio and TV
Broadcasting
Internet
Long-wave radio
Radio paging
Radio and TV
broadcasting
Long-wave radio
Radio paging
SAT COM
Fixed network
CNP ON
nation-wide
B 1- 4
Federal government:
Federal Alert
Center and
civil defense
liaison offices
L1-
16
German
states:
situation
centers
Radio and TV
broadcasting
UMTS
Radio and TV
broadcasting
GSM/UMTS
FM/RDS
DAB
GSM/UMTS
Fixed
network
CNP UN
Regional
Fixed network
Radio stations of
agencies and
organizations with
public safety
functions
Km
Radio and TV
broadcasting
Radio and TV
broadcasting
Sirens
Local
K 1
K n - p
PD, PI FEL
Regional
and local
control
centers
Police Fire brigades,
disaster control centers
Organizations
Alerting, Warning,
Mass information
Organizations
Alerting
Warning
Informing
Individual transport
Alerting
Warning
Informing
Warning
Informing
Indoors
Alerting Alerting
Outdoors Warning
Outdoors
Figure 5-1: Structure of the alert system, including administrative authorities, main functions, possible subsystems, user groups,
and areas where people are usually located

• the German states (situation centers) – centralized alert;
• the regions / districts (police control centers) – decentralized alert;
• the municipalities (police and fire fighting control centers) – decentralized
alert.
Alert areas (areas in which simultaneous alerts can be issued):
• nation-wide;
• state-wide
• region-wide;
• local.
5.2 Assessment
5.2.1 Approach
To avoid limiting the choice of suitable technologies at an early stage, the
requirements set for alert systems and their subsystems were deliberately
not given a narrow definition. For this study, no specifications were made
for reaction times, coverage (Section 5.2.2), or costs. These data were to be
determined for the alternatives presented in this study and to be included in
the assessment, in addition to the information on whether the other requirements
were met. This resulted in the following assessment criteria for alert
systems and subsystems:
Does the system or subsystem meet the necessary requirements?
Does it meet the desirable requirements?
Reaction times in centralized alerts (only for alert systems, not for subsystems).
Coverage (averages).
Costs for alert system operator(s).
Cost effectiveness (coverage divided by costs for alert system operators).
System conformity (suitability for integration into alert system; subsystems
only).
Feasibility (availability; problems for system operators and users).
Acceptance by system users and operators; constraints for system operators.
The systems studied were evaluated and ranked in accordance with each criterion.
The overall ranking is based on the sum of these ranks.
89

5.2.2 Calculating the coverage
The effectiveness of an alert system or subsystem is determined by its
coverage, which is a statistical value that indicates the percentage of the
population actually reached by the system. This may refer to alerting, warning,
or informing the population; it is the most important indicator of
system or subsystem performance.
The coverage E can be determined by two different methods:
1. Surveys: A representative part of the population is asked whether it is
reached by the respective system. This is the method used to determine
radio broadcasting coverage.
2. Calculation: If the coverage
of the system studied
is not known directly, i.e.
if the system does not yet
exist or no survey is avai-
Entry of
warning
Operator part of
alert system
lable, the values must be
calculated from other
basic statistical data.
Transmission
part of alert
system
Figure 5-2 illustrates how the
Reception
values are calculated by the
area
second method. The basic
Area coverage
data used will be explained
below; the data on which the
Population in
reception area
calculations are based are
listed in Tables A-2 to A-5 in
the Annex.
Technical coverage VT
Technical coverage VT: This value indicates the average
percentage of the population
that is located within
A Population location pattern
(indoors, outdoors, organization, individual
transport, day of week, time of day, reception area)
the reception area of the v
(Receiver) availability
system studied (see Figure
4-1, Technical coverage by
q
Reception rating
sirens). This value is general- w
Attention
ly known from technical
documents.
Population location pattern
Additional
subsystems
E
E = VT * A * v * q * w
Aera coverage
A: This is determined by the
daily routine of the population
and indicates the average
percentage of the population
located in a particular
place at a time. The popula-
Reception of
warning
User part of
alert system
90
Figure 5-2: Calculating the coverage of an alert
system or subsystem (alerting, warning
and information system)

Percentage of population
100%
80%
60%
40%
20%
Indoors Organization Outdoors Individual transport
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Averages: indoors 64%, outdoors 7%, organizations 20%, individual transport 5%
Figure 5-3: Population location pattern for Germany, Monday to Sunday
Time of Day (hrs)
tion location pattern is determined for 24-hour-days from numerous statistical
documents for weekdays, Saturdays and Sundays in Germany, Bavaria
and Brandenburg. The results show that differences between the days of
the week and between the German states are minor. For the further study it
therefore suffices to use a uniform location pattern for Germany, Monday
through Sunday, as shown in Figure 5-3. The curves show how important it
is for warnings to be provided inside of buildings (indoors) and in organizations,
because on the average, approx. 84 % of the population are located
there during an average day. Approx. 3.6 % of the residents of Germany
are generally located abroad, so that the total percentage is approx. 96.4 %.
Availability v: Availability is the average percent of individuals that can be
reached over a receiver or some other possibility of receiving the alert
system under study at their respective locations. This value is known for
established systems such as the telephone or radio and TV. However, for
new systems still to be established, the availability must be predicted for the
period of the study, which is the 10-year period from 2001 to 2010.
An important factor is that v may be larger than the number of receivers,
because one receiver will suffice to receive an alarm signal for all inhabitants
of a dwelling.
Reception rating q: This value indicates the percent of the available receivers
that are tuned in and ready to receive warnings. This value is important
for systems that can be turned off, such as radio sets and mobile radio units.
For these cases, the value of q is an estimate.
Attention w: This indicates the percent of individuals located in a particular
place at a particular time that will actually notice a warning that has been
91

issued. In part this value can be calculated (e.g. for sirens), or a reliable estimate
can be made in the case of new systems. If receivers are not operated
as warning devices (e.g. if the cellular phone is not in the bedroom at night,
or if its volume is too low), estimates are difficult. In such cases, averages
of estimates made by several persons are used.
Tables A-2 to A-5 contain the values for VT , v, q and w for the subsystems
studied in Section 6.
Calculating the coverage:
The coverage E is calculated from the base values VT , v, q and w, using the
following equation:
E = VT · A · v · q · w
For alert systems composed of several redundant subsystems, appropriate
deductions are made for dual alerts and for alerts and simultaneous warnings.
Total coverage then is the sum of the coverage from an alert (with
subsequent warning) and the additional coverage obtained from warnings
without a prior alert (e.g. individuals who hear sirens and then turn on the
radio plus radio listeners who do not hear the sound of a siren).
There is no definition of coverage for the main function of “communicating”.
5.2.3 Costs
The following types of costs were determined for the subsystems and overall
systems:
• Development costs;
• procurement and integration costs until 2010;
• operation and maintenance costs per year.
These costs were determined for the alert system operators (the German
Federal government, the German state governments, organizations) and
users (citizens, organizations). For users, only the additional costs of
purchasing an additional warning function, such as a radio or radio clock
with an alerting function, were included.
5.2.4 Cost effectiveness
To determine the cost effectiveness of an alert system or subsystem, the
coverage was set into relation with the costs. The cost effectiveness is
defined as follows:
W = coverage [%] / costs [million DM]
Alternatively, the costs may be the costs to the alert system operators, or the
additional costs to the users.
92

5.2.5 System compatibility (subsystems only)
In this regard it was checked whether a co-used subsystem can be integrated
into the system structure without any major problems.
5.2.6 Feasibility
Here it was checked whether the subsystems (operator and receiver side) are
available and how difficult the necessary development and integration
would be. It was determined whether changes in standards and regulations
or an interference with the normal mode of operation would make it more
difficult to implement the concept. A qualitative assessment was made.
5.2.7 Acceptance
Acceptance problems or constraints may arise both on the operator side of
the alert system (e.g. when using the police network for warnings) and on
the population side. For example, people may not be ready to accept the
introduction of an alert function if this leads to a deterioration of the functions
of a co-used system. A qualitative assessment was made.
93

6 Alert system technologies
This research placed emphasis on finding, studying and assessing suitable
technologies and systems for a future alert system. In this context, “technology”
is used as a generic term for already introduced and planned systems.
6.1 System selection
The systematic search for technologies and systems that may be suitable for
co-use in systems for alerting the population began with those systems that
are already available to the population for communication and information
purposes at home, in organizations, underway, and during leisure time.
Figure 6-1 provides a schematic illustration of the end-user devices for the
most important systems in the respective areas where people may be located;
they are the following:
• Analog and digital fixed network connections for telephone, fax, data,
Internet;
• broadband cable connections for radio and TV, data, Internet, multimedia;
• terrestrial radio with different frequency ranges, including RDS, later
DAB;
• satellite radio and TV, Internet via satellite, satellite multimedia;
• mobile radio for voice, data, Internet (GSM, later UMTS), radio paging,
trunk mobile radio, private mobile radio;
• low-frequency radio reception for the control of radio clocks;
• low-frequency radio reception for the control of electric power supply
meters (centralized multi-service radio control);
• electric power connections with power supply control (centralized multiservice
line control); in the future, possibly data transmission and Internet
connections;
• utility connections (water, sewage, long-distance heat, gas), possibly with
radio-controlled remote reading;
• domestic devices (bell, intercom, building management system, building
alert system);
• closed networks for data links with other locations (administrative networks);
• internal warning devices (e.g. sirens) or information devices (loudspeakers),
telecommunication system, Intranet;
• acoustic interfaces (ear) for sirens, loudspeakers.
These systems already provide a number of good possibilities for alerting
the population.
94

GSM cellular phone
Pager
Phone
Car radio / RDS
Stationary radio set
TV set
Computer,
Internet
Radio Wall clock,
Hall clock,
Alarm clock
Radio watch
Car clock
Hand-held voice Location
of government outdoors
agencies and
organizations with
public safety functions
Location
indoors
Table 6-1 contains the results of an initial selection from the existing
systems that have an alert potential, arranged according to technologies
used and their suitability for the main functions.
6.2 Technological and economic aspects of alert systems
6.2.1 List of preferred systems
Organization
Individual transport Mass information
through
organizations
Figure 6-1: Places where people are usually located, and the available means of informing
them and communicating with them in everyday life
The result of an initial analysis and assessment of the systems shown in
Table 6-1 (no further details will be given at this point) is a list of preferred
subsystems which seem to be particularly well suited for use in an alert
system. In Table 6-1, these subsystems are marked by frames. The subsystems
for alerting, warning and informing the population are without exception
PMP (point to multi-point) systems. This is the only way to ensure that
a large part of the population can be reached rapidly and simultaneously.
The current and expected future availability of systems and their costs are
also particularly important for the assessment. Radio paging, for example,
has not been included in the list of preferred subsystems, due to its working
mode. Although radio pagers would be ideally suited for personal warnings,
they are not yet available to a sufficient extent, and this will remain
so in the future.
The systems included in the preferred list (Table 6-1) will first be described
and then assessed (Table 6-2).
95

Technologies and systems Suitability for main functions
”alerting“ ”warning“ ”informing“ ”communicating“
Alert systems
Upgraded fire service sirens for population alerts
Installation of new electronic sirens
Alarm systems in buildings
Information systems
Radio, analog, terrestrial + SAT + cable
Radio, analog, terrestrial FM with RDS
Radio, digital, terrestrial DAB
Radio, digital, SAT + cable, ADR, DVB
TV, analog, terrestrial + SAT + cable, PAL
TV, digital, terrestrial + SAT + cable, DVB
Telecommunication systems
Radio paging
GSM mobile radio
UMTS mobile radio
TETRA 25 mobile radio
Mobile radio of safety agencies and organizations
Fixed networks of the police for data, voice, Intranet
Public fixed networks, analog + ISDN
Internet / Intranet
Satellite communication, data
Satellite communication, mobile radio, radio paging
Data processing systems
Telephone alert systems
Telecontrol systems
DCF 77 LF radio
EFR LF radio
ALF LF radio
Loran C LF radio
Powerline
Table 6-1: Selected technologies and systems; gray indicates suitability as a subsystem
for a main function; frames indicate systems in the preferred list of subsystems
6.2.2 Upgrading fire service sirens with the population alert signal
24.200 sirens in Germany can only emit the fire alert signal: a continuous
sound of 1 minute, with two breaks (see Sec. 4.1). This does not include the
existing 12.000 sirens that can only emit the population alert signal. By upgrading
(through software change) one board in the radio receiver for analog
or digital radio control, a relatively modest effort would suffice to gene-
96

ate the additional signal for the population alert: a warbling siren sound
lasting 1 minute. In the alerting devices of the agencies issuing the alarm,
only a software change would be required. Thus, implementation would be
relatively easy and would not require any development effort. For the subsequent
study it was assumed that 24,000 sirens will be upgraded from 2001
to 2005.
Suitability for the future alert system:
Even if the sirens are upgraded to emit the population alert signal, the
existing fire service sirens are not suitable for use as a main alerting system;
however, they can complement other alert systems (particularly indoors),
and they can be used in local high-risk areas. Particular disadvantages are
the lack of coverage in major cities and densely populated areas, the lack of
system conformity (local control only), and their dependence on the electric
power system.
6.2.3 Installation of new electronic sirens
Here it was assumed that 13.290 modern radio-controlled (analog, digital)
electronic sirens (ELS) with battery buffers will be installed in places where
there are currently no sirens. The number of sirens should be such that the
sum of all sirens (i.e. currently available sirens plus upgraded sirens plus
new sirens) will provide the technical coverage that existed in 1992 (80%).
It was assumed that one electronic siren is equivalent to four electric motordriven
sirens (ES). No development effort is required; all that is required is
a software change in the alarm devices of the agencies that issue the alarm.
The new sirens will be installed from 2001 to 2010.
Suitability for the future alert system:
Due to the preference for installing new electronic sirens in cities and densely
populated areas, this considerably increases the coverage, particularly
outdoors (see Table A-6). However, this is a specialized alert system that is
not co-used by other services; the costs are therefore very high. Another disadvantage
is that it is locally controlled, and there are considerable problems
of installation. It is necessary to find locations that are acceptable to
the residents and free of charge, e.g. on top of public buildings, in order to
avoid the high charges that would have to be paid if the sirens were located
on top of private buildings.
Therefore it will hardly be possible to install new sirens to build up an alert
system that covers a wide area. Rather, this should be seen as a means of
augmenting other local alert systems in high-risk areas (e.g. nuclear power
plants, chemical hazards, floods). However, for the rest of the study, the
installation of new sires was included for comparison purposes.
97

Note: Although it would be technically feasible to control the sirens
through a nation-wide radio system (e.g. EFR low-frequency system; see
Sec. 6.2.10) to integrate them in conformity with the alert system, this will
not be studied in detail in the subsequent parts of the study.
6.2.4 Radio and TV, analog and digital, terrestrial, cable and satellite
Currently, radio and TV are the media most often used to disseminate warnings
and information (see Sections 4.4 and 4.6). However, without a prior
alert, these can reach the population only if receivers are turned on and
tuned in to a station broadcasting the alert messages. Figure 6-2 shows the
coverage for different areas where people may be located during the day.
The daily average coverage is 9 % for radio and 12 % for TV, assuming that
the warnings are broadcast on only 70 % of the programs.
Percentage of population
It should be emphasized that in individual transport, coverage is high, and
even without a prior alert, warnings can be received via road traffic information
over FM radio and RDS (radio data system), and in the future via
DAB (digital audio broadcast).
Currently it is not yet possible to predict whether and to what extent the
spread of radio and TV programs over the Internet will be of any importance
in the future, and what consequences this could have on the dissemination
of warnings.
98
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
By radio in organizations
By TV
By radio in individual transport
Total radio and TV
Radio indoors
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Time of Day (hours)
Averages: Radio indoors 6,2%, radio in organizations 1,5%, radio in means of individual transport 1,3%,
TV 84%, All programs 17,3%
Figure 6-2: Coverage with warnings by national and regional radio and TV, 2001 to 2010,
Monday to Sunday (70 % of all programs)

For the following considerations it was therefore assumed that during the
next 10 years, radio and TV will be in use to the same degree as today (as
shown in Figure 6-2); thus the co-use of these media for broadcasting warnings
and information will be ensured. Due to improvements in communication,
as discussed in Section 4.4, in the future it will be possible to disseminate
identical messages rapidly and simultaneously.
6.2.5 Special FM receivers with RDS
Figure 6-2 shows that without a prior alert, warnings broadcast over radio
and TV will reach the population located indoors only to a limited extent.
The two concepts of a special receiver for terrestrial FM reception discussed
below therefore aim to use the radio data system (RDS) for population
alerts. This is done on the basis of the warning and information broadcasting
system (WARI) developed in the early nineties and with the technology
used in mobile radio receivers for up-to-date road traffic information.
A first prerequisite is that those FM radio stations that broadcast dynamic
RDS data to update road traffic information will, in case of an alert, also
send out the PTY 31 signal that is reserved for alerts in the RDS data
stream. Thereafter, warnings are read several times over the voice channel.
The receiver will mostly be an inexpensive home radio set, e.g. a broadcasting
receiver located in the kitchen; it comes in two versions that are both
operated with a buffer battery.
Version 1:
This is a simple FM receiver with digital single-channel tuner and RDS
decoder (Figure 6-3). During active operation, the RDS signal of the selected
broadcasting station is continuously decoded and checked for PTY 31.
Figure 6-3: FM / RDS special receiver with digital single-channel tuner to monitor PTY 31
signals in the RDS of a regional ARD radio program in active and standby operations
99

If PTY 31 is detected, the receiver switches from the current program to a
preset regional radio station that is certain to broadcast warnings. In addition,
a loud alarm signal like a piezoelectric transmitter with 95-100 dB(A)
at a distance of 1 m will be triggered.
The receiver cannot be turned off; it can only be switched to standby mode.
In this mode it will automatically be switched to a preset regional radio station,
and then the RDS signal will be monitored continuously or at intervals
for the PTY 31 signals. If a PTY 31 signal is detected, the volume will
increase, the alarm signal will be triggered, and the warning will be received.
It should be possible to control the charge condition of the batteries.
This type of receiver could be used to alert nearly all individuals who are
located indoors or in organizations, except for the listeners of radio stations
that do not broadcast dynamic RDS data and warnings (currently, on a daily
average basis, this is less than 5 % of the listeners, or 0.5 % of the population).
Version 2:
Here, a receiver with two digital tuners (Figure 6-4) is used, where the first
tuner can be used to receive any radio program and the second tuner (as in
Version 1, standby mode) checks the RDS signal of the preset regional
radio station continuously for the PTY 31 signal. If the signal is present, an
alarm signal is triggered and the first tuner is switched to the regional station
to receive the warning. The advantage of Version 2 is that those 5 % of
radio listeners that are not reached by Version 1 will be alerted. However,
the additional effort required is much greater than for Version 1.
For the following part of the study it was assumed that from 2001 on, ca.
500.000 stationary special FM receivers with RDS will be sold, so that
5 million receivers will be available in 2010.
Figure 6-4: FM/RDS special receiver with digital two-channel tuner for continuous monitoring
of PTY 31 signals in the RDS of the regional ARD radio program
100

Suitability for the future alert system:
A special-purpose FM receiver with RDS for alerting, warning and providing
information through one single radio set corresponds to the envisaged
goal of a stationary warning receiver. Such a device is currently not available,
but it would be relatively easy to develop and manufacture at low cost.
Version 1 should be given preference because it differs only slightly from
the standard radio set. The additional benefits such as use as a kitchen radio
set or in the control rooms of organizations should guarantee that this
system will be increasingly popular with time. However, for radio stations
that still do not send dynamic RDS data, some investments will be necessary
so that the PTY 31 alarm signal can be transmitted.
To sum up, the FM special purpose receiver with RDS (“WARI” receiver)
can be highly recommended for use in the future integrated alert system.
6.2.6 DAB special-purpose receivers
DAB (Digital Audio Broadcast) is a digital terrestrial broadcasting system;
it is currently still in the buildup phase and will not be available before
2005, and then perhaps only with reduced functions.
DAB supports the sending of alerts, warnings and information with socalled
“announcements” in the data stream of a transmitter ensemble, which
may consist of up to seven transmitters. In the announcement support, one
bit flag (b0) is reserved for indicating the alert transmitters; the DAB data
also contain references to traffic information and alert transmitters in the
ensemble. In case of an alert, the receiver switches to this transmitter. In the
specification there is also a possibility of making references to other ensembles
and other FM transmitters. However, to this date these functions have
not yet been realized or tested.
Initially, DAB receivers will exist only in the form of high-quality mobile
receivers in vehicles. At present it cannot yet be foreseen whether, when and
at what cost DAB home receivers like the FM special-purpose receivers
with RDS described above will be available.
In the further parts of the study, DAB will therefore not be seen in isolation
but in relation to FM / RDS. Once DAB receivers like the FM special-purpose
receiver (Version 1) are available, FM may lose a certain market share
to DAB. The total number of special receivers predicted in Section 6.2.5
will then include both systems: FM/RDS + DAB.
6.2.7 GSM Cell Broadcast mobile radio
Four mobile radio networks currently operating in Germany meet the European
GSM standard (GSM: Global System for Mobile Communications).
They provide nearly full technical coverage, and their density is continuously
increasing. On the user side, more than 20 million end-user devices
are already in existence, mostly cellular phones, and their number is
continuously increasing.
101

In normal operation, cellular phones use individual point-to-point connections,
but this is unsuitable for population alerts. However, GSM systems
have a “cell broadcast” function: a broadcasting mode for the transmission
of text over the data channel. This function makes it possible for all
mobile radio units that are active in a cell of the mobile radio network to
receive information simultaneously in the form of text shown on the display
with a maximum of 93 symbols, similar to SMS (Short Message Service).
The same applies to any number of cells. The cells in which messages are
broadcast are selected at the Cell Broadcast Centers (CBC) or gateways.
Cell Broadcast can be used to transmit messages repeatedly. When a message
is sent for the first time, the cellular phone emits a pre-selected sound.
Repetitions of the message are indicated without that sound. Approx. 75 %
of the 20 million cellular phones that are currently in existence, and 100 %
of the new cellular phones, can be used for Cell Broadcast.
Transmission of warnings via cell broadcast system currently has the following
disadvantages:
• All messages arriving via Cell Broadcast are indicated by the same acoustic
signal. This means that warnings can be distinguished from other messages
only by the text shown in the display, not by a specific alarm; they
can therefore be ignored.
• The cell broadcast function must be turned on or activated in the cellular
phone via menu control; it can therefore also be turned off by the operator.
• Currently it is not possible, or only partly possible, for network operators
to treat alerts with priority; this may lead to relatively long reaction times
(from 2 to 8 minutes).
If these disadvantages are tolerable, it should be relatively easy to transmit
alerts and warnings via GSM Cell Broadcast. It will not be necessary to
develop any new end-user devices, and the CBCs and gateways can be integrated
into the alert system, e.g. via MECOM.
But the above-noted disadvantages could also be eliminated by modifying
the future-generation devices that are still based on the GSM standard.
However, this would first require a change in specifications by the European
Telecommunication Standards Institute (ETSI). This is not easy, because
GSM has meanwhile become a world standard, and the end-user
devices are thus being produced for the world market.
For the further parts of the study it was therefore assumed that the previous
system with the above-noted disadvantages will be retained, and that the
number of end-user devices will grow to 60 million by 2010.
Suitability for the future alert system:
GSM Cell Broadcast can be used to broadcast alerts and warnings in all
areas where people are located. Despite functional disadvantages in reaction
102

times, priority, percent of devices turned on, alarm signal and detection, a
high level of coverage is reached through the already existing large number
of end-user devices, which is continuously increasing. A big advantage is
that of costs: The user does not have any additional costs, and for the alert
system operator, the additional costs are very low. Therefore, the system
will have high priority in the development of a concept for the future alert
system.
6.2.8 UMTS mobile radio
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), a third-generation
mobile radio system, will receive (together with GSM) an advanced master
carrier network (network nodes and links to base stations). The radio network
between base stations and end-user devices will be built up concurrently
with GSM, starting in 2001, and should be available in 2002. A new
feature of UMTS is that, in addition to voice, data and text, it will also transmit
images, audio and video at a rate of up to 2 Mbit/s.
But these new functions are of little importance to population alerts. It
could be an advantage that after a warning has been sent out, supplementary
information about the danger can be received by cellular phone in the form
of voice, text, or images. However, what is even more important is that the
cell broadcast function will be implemented (as in GSM). The joint use of
a common system structure makes this likely; however, this is not yet included
in the first version of the specification.
An attempt should therefore be made as soon as possible to include the
function “Warning display, with a special non-suppressible alarm” in the
UMTS cell broadcast specification. Alerts should have priority over calls
and text messages. For this purpose, the PTT regulatory agency must submit
the requirements to ETSI and to 3 GPP for (worldwide) approval.
In the further parts of the study, GSM and UMTS are considered as one
system. It is assumed that the 60 million end-user devices predicted in Section
6.2.7 will include both UMTS and GSM.
6.2.9 DCF 77 low-frequency radio
The DCF 77 low-frequency radio transmitter operated by the Federal Standards
Laboratory provides standard civil time for a large number of radiocontrolled
clocks used in everyday life. These are mostly low-cost mass
products with highly integrated building blocks.
The transmitter at Mainflingen near Frankfurt has a 77.5 kHz carrier frequency,
a transmission power of 50 kW, and a range of up to 2000 km.
Time is transmitted in a transmission cycle of 60 seconds by digital pulse
width modulation of the carrier frequency at 1 b/s. The transmission pattern
is shown in Figure 6-5: Transmission of time occurs only in seconds 15
through 60; seconds 1 through 14 of each minute are freely available for
encoding.
103

The suggestion made below is based on the following concept: Use the
unused 14 bits for alerts and short warnings. For this purpose, a controller
that includes a modulator and an interface to the communication system
should be installed at the location of the transmitter.
The receivers (stationary or mobile radio clocks or devices that include a
radio clock module) basically require a modified software for processing
bits 1 to 14, keys for input control, and an output display.
The result of investigations is that transmissions of 2 times 14 bits (with a
transmission time of 1.25 to 2.25 minutes) are sufficient to trigger nationwide,
state-wide, regional and local alerts and to transmit warnings which
describe the nature of the danger.
Stationary receivers should be equipped with a loud sound source (95 - 100
dB) in addition to their standard equipment. To reduce electric power consumption
when using batteries, an economizing circuit is required to activate
the receiver only for the first few seconds of each minute to check
whether there is an alert.
For a well-directed warning, the user must enter the approximate geographic
position of the receiver. For stationary receivers, this could be done by
entering the first three digits of the postal code, but this method is less suited
for mobile receivers (wrist watches). In this case consideration must be
given to an appropriate coding. Another disadvantage of alarm wrist watches
is that due to the increased power consumption, only a digital display
will permit a sufficiently long battery life, which could limit the extent of
use.
104
0
3
Detection of alarm
Alert area
10 12 14
Warning
Figure 6-5: Alerts and warnings via DCF 77 low-frequency time transmitters; Alerts and
warnings: seconds 1-14; time transmission: seconds 15-60
Parity

The legal aspects of making use of the DCF 77 transmitter has already been
clarified; the result was positive. Several manufacturers have already indicated
an interest in developing and producing an “alarm radio clock”.
Compared to a normal radio clock, the additional cost might be in the range
of DM 5 to DM 10.
For the further study it was assumed that approx. 3 million receivers will be
sold in Germany each year, so that in 2010, there will be approx. 30 million
available in Germany. It was also assumed that 95 % of that number
will be stationary receivers and 5 % will be mobile receivers.
Suitability for the future alert system:
Considering reaction time and data transmission rate, DCF 77 is not the best
of all conceivable population alert systems; however, it has so many excellent
features, and the chances of its implementation are so good, that it
should be included as a possible partial system of the future alert system.
The advantages are that it will be operated by a government institute; the
simple system structure; extensive technical coverage; the low procurement
and operating costs on the transmitter side; the low-cost, highly integrated
mass products of several manufacturers, with an existing market of millions
of devices; and the possibility of integrating this system into devices used in
everyday life, with great secondary benefits. These are advantages that no
other comparable system can offer.
In the concepts for a future alert system, DCF 77 will therefore play a particularly
important role as a subsystem for alerting the population and for
issuing initial warnings.
6.2.10 EFR low-frequency radio
EFR (Europäische Funk Rundsteuerung: European Centralized Radio Telecontrol)
is a low-frequency radio system designed for electric power consumption
control. Essentially it consists of two low-frequency transmitters
(128 kHz, 100 kW and 138,8 kHz, 50 kW; range: approx. 600 km), a controller,
and the receivers. It can be used for the highly discriminate control
of power consumption in all of Germany and in adjacent European countries.
The receivers are equipped with different relays for the control of power
consumption, which could also be used for turning alerting devices on and
off. The capability to install more than 16 million individual and group
addresses in the system would also permit very discriminate alerts (from
nation-wide to local, and even down to the single receiver). This also makes
it possible to control individual sirens or even several sirens via EFR.
Reception is very reliable, even in basements.
In addition to triggering relays, it is also possible to transmit small numbers
of information bits that could be used to indicate the nature of the danger on
105

a display. However, this function is not yet implemented in the receivers.
There is also no buffer battery for bridging an electric power failure.
Potential EFR users are mainly organizations and residents of private buildings
with electric power control. Receiver costs (approx. DM 300) are paid
in whole or in part by the power supply companies. However, the high cost
of the co-use of the transmitters is problematic, since it would lead to high
running costs for the alert system. But since the system does not require any
development efforts, it would be immediately available.
For the further study it was assumed that the power supply companies in
Germany will install approx. 300.000 receivers annually, so that in 2010,
approx. 3 million will be available.
Suitability for the future alert system:
The EFR low-frequency radio system impresses by the high quality of its
design, the reception reliability that has been achieved, and by its discriminate
installation of addresses. A possible co-use for alerting the population
depends on whether the power supply companies introduce this technology.
In this respect the deregulation of the electric power market could have very
positive effects. Of disadvantage, on the other hand, are the previously estimated
high running costs for the low-frequency transmitter. Therefore, EFR
will be pursued further only with the proviso that a reduction in the running
costs is possible.
6.2.11 Satellite data communication system
Satellite data communication systems are particularly well-suited for the
internal transmission of warnings from the situation centers of the German
states and the Federal Alert Center to the co-used subsystems. They are the
“nerve center” or “backbone” of the future alert system. The transmission of
information is point-to multi-point (PMP), which makes it possible to pass
on alerts and messages with identical content rapidly and simultaneously on
a nation-wide basis. Neither the fixed network of the police nor the public
fixed network has these features.
Technical realization is via transmitting/receiving stations at the alerting
agencies, via satellite uplink / downlink to a hub (transmitting/receiving station
of the satellite communication system) as well as via uplink / downlink
to the receivers of the subsystems (see Figure 7-10).
As a first step, the Federal Ministry of the Interior has already planned to
introduce the MECOM satellite communication service as the primary
means of communication between the Federal Alert Center and the Federal
Civil Defense Liaison Offices (transmission/reception) as well as between
the situation centers of the German states (reception) and the broadcasting
companies (reception). The contracts have already been concluded with the
broadcasting companies. It is an advantage that most broadcasting compa-
106

nies and program providers already have MECOM receivers, and that they
can be reached over MECOM.
For use as the primary communication system of a future alert system it
would additionally be necessary to include the other co-used subsystems
(alerting and warning systems) with other MECOM receivers. The data
transmitted via MECOM would then have to include information from
which alerts and warnings can be generated. The data from the MECOM
receivers could be passed on to the subsystem controllers via a serial interface
for processing. This extension of functions for MECOM should already
be taken into consideration in the software modification that is required
for the first step.
This version of the co-use of MECOM, where only the Federal Alert Centers
have access via interactive terminals, is called the MECOM “basic version”.
A further functional improvement in the internal communication within the
alert system could be brought about if the situation centers of the German
states were to be equipped with interactive (transmission/reception)
MECOM terminals. Each situation center would then be able to address the
subsystems directly instead of addressing them via the Federal Liaison Offices.
However, the costs of this MECOM “full version” would be considerably
higher.
Suitability for the future alert system:
Satellite communication in general, and MECOM in particular, are characterized
by a favorable structure; rapid, simultaneous and secure PMP data
transmission; high reliability of access and transmission; high availability;
flexibility; and, not least, the fact that it is already widely used in radio
broadcasting.
Due to these features, the system appears to be well-suited for assuming the
role of the primary means of communication in a future alert system (in the
main function of “communication”). The only disadvantage for the alert
system operator is the high rental costs for MECOM components compared
to the amount of data transmitted.
6.2.12 Fixed networks of the police
The closed fixed networks and Intranets of the police (CNP ON and CNP
UN, see Section 4.3) are suitable for the following functions in the alert
system (main function of “communication”):
Alarm generated by a situation center of one of the German states:
• Spread alarm to local agencies that raise the initial alarm, e.g. police stations,
for local alerts with sirens (CNP UN);
• spread alarm and warnings to the Federal Alert Center (CNP ON);
• spread alarm and warnings to other German states (CNP ON).
107

Passing on alerts and warnings via CNP to co-used subsystems (radio, private
alerting and warning systems) is conceivable but problematic. For this
purpose, “one-way terminals” would be necessary; these allow for outputs
but no inputs and are equipped with special safeguards.
Alarm generated by a subordinate agency (police headquarters):
• Spread alarm and warnings to the situation center of the Land (German
state);
• spread alarm down to local agencies that raise the initial alarm.
Although messages cannot be sent using the PMP (point-to-multi-point)
method, because this function does not exist in fixed networks, the delay
that is due to the sequential point-to-point processing is not long, because
the number of recipients is limited.
Suitability for the future alert system:
CNP ON is suited for the primary communication between the situation
centers of the German states and the Federal Alert Center. However, the couse
of CNP UN can be recommended only for communications between the
agencies within a Land and possibly for alerts with sirens.
6.2.13 Public fixed networks
The public fixed networks of private operators are the best developed telecommunication
networks in Germany. Nearly every household and every
organization has an analog or digital telephone connection. It can thus be
assumed that the telephone would be suitable for use as an alert system.
Unfortunately, however, the fixed network is only designed for point-topoint
connections; this does not allow rapid and simultaneous alerts for
large parts of the population. An exception to this may be the bell signals of
analog connections. These could be generated almost in parallel by the telephone
exchanges, but only after extensive investments have been made in
these exchanges.
Public fixed networks can therefore be considered only for internal communications
within the alert system and as a secondary “backbone” for the
transmission of alerts and warnings from the situation centers of the German
states and the Federal Alert Center to co-used subsystems, but not
directly for population alerts. To improve operational and access security,
important signal paths can be secured through the parallel use of the fixed
networks of different network operators, and access can be secured by
establishing closed user groups.
Suitability for the future alert system:
Like all fixed networks, public fixed networks provide only point-to-point
connections. They can thus be considered only for internal communication
108

Studied system
Section
No.
ranking
Overall
Rank
Acceptance
Rank
Feasibility
Rank
System conformity
Rank
Costs effectiveness
E / K 2010
E Coverage
Averages,
2001 to 2010
Rank
Costs of alert
system for operator
to 2010
Rank
Desirable
requirements
are met
Rank
requirements
are not met
Rank
Main function of ”alerting“ Necessary
good
easy
No
0,50
12,2 mn
6,2 %
7
1 28 ➞ 5
1
2
4
4
5
6
5
medium
difficult
No
0,08
233 mn
11,7 %
10,5
2 31 ➞ 6
3
2
6
6
3
5
4
medium
medium
Yes
7,6
0,85 mn
6,5 %
22,5
2 18 ➞ 2
2
1
3
2
4
1
3
medium
medium
Yes
18,7
1,6 mn
23,4 %
21
2 18 ➞ 2
2
1
2
3
1
2
5
good
medium
Yes
36,6
0,62 mn
21,8 %
20
6.2.2 Upgrading sirens with
6 x ( ✓)
population alert signal
6.2.3 Installation of new electronic 5 x ( ✓)
sirens
6.2.5 Radio, FM special receiver with 4 x ( ✓)
6.2.6 RDS + DAB special receiver
6.2.7 GSM mobile radio + UMTS 6 x ( ✓)
6.2.8 Cell Broadcast mobile radio
6.2.9 DCF 77 LF radio
1 12 ➞ 1
2
1
1
1
2
3
1
good
easy
Yes
0,27
24,4 mn
4,5 %
16
EFR LF radio
6.2.10
1 24 ➞ 4
1
1
5
5
6
4
1
good
easy
1 11 ➞ 2
1
4
good
easy
1 10 ➞ 1
1
3
medium
medium
2 13 ➞ 4
2
n.r. Yes
1
n.r. Yes
1
n.r. conditional
3
n.r. conditional
3
2
good
easy
1 12 ➞ 3
1
1
Main function of ”communicating“
6.2.11 Satellite communcation
13 n.r. 8,3 mn
with MECOM ”full version“
1 3
6.2.11 Satellite communcation
13 n.r. 3,1 mn
with MECOM ”basic version“
1 3
6.2.12 Fixed networks of the police 1 x ( ✓)
15 n.r. 2,3 mn
for data, voice, Intranet
3 1
6.2.13 Public fixed networks 2 x ( ✓)
14 n.r. 1,4 mn
4 2
Table 6-2: Subsystem assessment (list of preferred subsystems) for the main functions of “alerting” and “communicating”, by assessment criteria,
with rank and overall rating, ✓ requirements met, (✓) requ. partly met.
109

within the future alert systems, preferably as secondary systems. Although
in terms of their security and availability they must be ranked somewhat
lower than police networks, they offer a comparable performance. (Most
police networks and their components are part of public networks.)
6.3 Assessment of subsystems by main functions
The subsystems in the preferred list, which are described in Section 6.2,
will now be assessed with respect to their main functions in accordance
with the approach defined in Section 5.1, and will then be listed in Table
6.2. Population coverage and costs are shown in the Figures 6-6 and 6-7,
in addition to Table 6-2, and Figure 6-8 shows the cost effectiveness of the
alerting and warning systems. Coverage and costs of subsystems can also
be seen in the Tables A-6, A-8 and A-9 in the Annex.
6.3.1 Alerting
The high rankings of DCF 77 and GSM + UMTS mobile radio in Table 6-
2 are confirmed by the bar charts on coverage (Figure 6-6), costs (Figure 6-
7), and cost effectiveness (Figure 6-8). DCF 77 is very easy to realize, and
there is a good chance that it will be introduced in large numbers. The gap
in the outdoors area can be closed with mobile radio, and the improvements
in GSM and UMTS mentioned above should be initiated by changing the
specification as soon as possible.
110
EFR LF radio
DCF 77 LF radio
GSM mobile radio + UMTS Cell Broadcast
FM/RDS + DAB special receiver
New sirens
Upgraded sirens
2001
2005
Figure 6-6: Coverage by alerts with different subsystems, 2001 to 2010
2010
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
Percentage of population

Figure 6-7: Subsystem costs for the alert system operator, 2001 to 2010
Figure 6-8: Cost effectiveness of the subsystems (coverage in percent / costs for the alert
system operator in millions DM), 2001 to 2010
111

The FM special receiver with RDS + DAB is also ranked second. In an alert
system for indoors and organizations it may supplement DCF 77, possibly
together with DCF 77 in a single receiver (e.g. radio broadcast receiver
located in kitchens). EFR is ranked lower, with feasibility and cost issues
still unresolved.
The low ranking of upgraded sirens is related to the fact that requirements
are not met, and to their moderate coverage. Although the installation of
new sirens would lead to good values for outdoor coverage, there are considerable
disadvantages in terms of cost and implementation. Other aspects
will be treated later in the description of system designs, Section 7.2.
6.3.2 Warning
Except for the sirens and EFR, all alerting systems in Section 6.3.1 are capable
of displaying warnings. However, in the future, the most important
media for transmitting warnings will continue to be radio and TV, particularly
after prior alerts. The warnings transmitted over radio stations that
broadcast road traffic information to individual transport are sufficient.
6.3.3 Informing
In this area there is currently no alternative to radio and TV. However, in the
future it may also be possible that after a prior alert, detailed information
could be received over the Internet, with access over the fixed network or
UMTS mobile radio. In this regard, expanding the network capacities to
provide a large number of users with simultaneous access will be decisive.
6.3.4 Communicating
The MECOM satellite communication system which the Federal Ministry
of the Interior intends to introduce as its internal means of communication
has proved to be the most cost-effective system in the assessment (Table 6-
2), and is thus first choice as the primary communication system. Due to its
lower cost, the MECOM “basic version” is rated higher than the “full version”.
The secondary communication function can be performed by the
public fixed network and by CNP ON.
112

7 Technological options for implementing
alert systems
Now that the subsystems have been analyzed and assessed, we will develop,
study and assess concepts for the alert system as a whole, since in the end
the characteristics of the alert system as a whole, and not those of the subsystems,
are important to both the alert system operator and to the population.
At this point the aim is to select some particularly suitable concepts from
among the variety of possible concepts that are available and that can be
realized by 2010, to describe and assess their technical characteristics and
their costs, and in the end to make some recommendations for the customer.
7.1 System structures
For reasons of cost it will not be possible to establish any specific uniform
alert system in the future. Rather, technologies and systems that are used in
everyday life must be integrated into the alert system as co-used subsystems.
This will have the following consequences:
• The co-used subsystems must not be affected in their normal functions by
the alert system;
• if a subsystem is discarded or lost, such as when a private operator gives
up or modifies the system or makes a different use of it, this must not lead
to changes in the system structure or in the other functions of the alert
system. The same applies if a new subsystem is added.
To ensure that the above conditions are met, the alert system will require a
uniform structure which should have the following characteristics:
• Simple and clear structure;
• hierarchical design;
• defined interfaces to the subsystems;
• same signal path for alerts on different levels.
These requirements and the subsystems in the list of preferred subsystems
(Section 6.2) lead to the system structures shown in Figure 7-1. These are
characterized by the use of the MECOM satellite communication system
as the communications “nerve center” or “backbone” of the alert system.
MECOM is the means to transport messages from the administrative agencies
to the co-used alerting, warning and information systems. It is important
that the administrative agencies must have parallel access to – and a
PMP connection with – the subsystems.
The Figure 7-1a shows the system structure including the MECOM “full
version”, with access by the situation centers of the German states, the
113

Federal Alert Center, and the Civil Defense Liaison Offices. The Figure
7-1b shows the system structure including the MECOM “basic version”,
with access limited to the Federal agencies, where communication between
the situation centers of the German states and the Federal agencies is conducted
over the CNP ON network of the police.
The sirens that are integrated through the CNP UN of the German states do
not fit into the system structure.
In both of the above cases, MECOM is the “bottleneck” that presents a certain
security risk for the alert system. Therefore, the fixed network should
be used as a secondary communication system. It is considered tolerable
that in this secondary role, the fixed network does not meet some of the
above-mentioned requirements.
7.2 System design
In order to design the future alert system we must first determine what the
weak points of the present system are. Therefore, Figure 7-2 shows the current
coverage for warnings broadcast over radio and TV, and for alerts with
the sirens that are currently available.
It is evident from a comparison of the population location pattern with the
coverage that not only is there an insufficient total coverage, but there are
also considerable deficits in the outdoor and indoor coverage, particularly
at night.
To eliminate these deficiencies, the two subsystems GSM + UMTS Cell
Broadcast and sirens (actual number + number of upgraded sirens) that can
be used for alerting outdoors will be compared in Figure 7-3 for the year
2010. For GSM + UMTS, the coverage is more than twice as extensive as
for sirens. It should also be noted that most sirens have been removed in the
densely populated areas, so that in these areas it will be impossible to alert
the population with upgraded sirens.
GSM / UMTS will therefore be the first choice for alerting and warning the
population outdoors.
114

Alert Center
and Civil
Defense
Liaison
offices
Federal
of 4
Federal
of 1
State
of 16
State
of 15
State of
3
State of
2
State of
1
Situation
centers
T/R
T/R
T/R
T/R
T/R
CNP UN
T/R
T/R
Control
centers
Communikation system
Primary communication
systems: MECOM
Municipality
2
Municipality
1
Sirens
R
R
R
R
R R R R
Others
EFR
DCF 77
GSM /
UMTS
Regional
TV
National
TV
National
radio
Regional
radio
Systems for:
alerting
warning
informing
Population indoors Population outdoors Organization Individual transport
Population
Structure of alert system with MECOM ”full version“ as the primary communication system with direct access from
Federal Alert Centers and situation centers of the German states via transmitter/receiver (T/R) units; co-used subsystem
are equipped with receiver units (R);
Communication with control centers of German states via CNP UN;
System structure valid for the concept versions of the alert system, Levels 1 to 4 S2.
Figure 7-1a: Structure of the alert system
115

116
Alert Center
and Civil
Defense
Liaison
offices
Federal
of 4
Federal
of 1
State
of 16
State
of 15
State of
3
State of
2
State of
1
Situation
centers
T/R T/R
R R R
R
R
CNP UN
Communikation system
Primary communication
systems: MECOM
Municipality
2
Municipality
1
Control
centers
Sirens
R
R
R
R
R
R
R
R
Others
EFR
DCF 77
GSM /
UMTS
Regional
TV
National
TV
National
radio
Regional
radio
Systems for:
alerting
warning
informing
Population indoors Population outdoors Organization Individual transport
Population
Structure of alert system with MECOM ”basic version“ as the primary communication system with direct access from Federal Alert Centers via transmitter/receiver
(T/R) units; situation center of the German states and co-used subsystems are linked via receiver units (R). Situation centers have
access (transmission) to the system via CNP ON and Federal Alert Centers.
Communication with the control centers of German states via CNP UN;
System structure valid for the concept versions of the alert system, Levels 1 to 4 S2.
Figure 7-1b: Structure of the alert system

Percentage of population
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
Indoors Outdoors Organization Individual transport Total
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Time (hours)
16%
14%
12%
10%
8%
6%
4%
2%
Averages: Indoors 17,3% Outdoors 0,6% Organization 2,6% Individual transport 1,4% Total 21,9%
Figure 7-2: Coverage (initial situation in 2001) of a warning sent out by broadcasting stations (radio,
TV), national and regional (70% of stations), and actual sirens
Percentage of population
People located outdoors
Coverage, GSM Cell Broadcast
Coverage, sirens (actual + upgraded)
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Time (hours)
Averages: People outdoors 7.4%, GSM Cell Broadcast 3.6%, DCF 77 0.1%, Sirens (actual + upgraded) 1.5%
Figure 7-3: Outdoor location pattern and outdoor coverage if population is alerted by GSM mobile
radio, DCF 77 (not shown), and actual sirens + sirens upgraded by 2010
Figure 7-4 highlights the second weak point: alerting the population indoors.
For this purpose, the coverage values for the following subsystems
are compared: DCF 77, GSM + UMTS Cell Broadcast, and sirens (actual
number plus sirens upgraded by 2010). For DCF 77, coverage is on the
average more than twice as high, and at night it is almost three times as
high, as that of GSM + UMTS. Sirens will play a certain role only at night,
since they have the disadvantage that there are no sirens in densely
populated areas, as mentioned above.
DCF 77 will therefore be the first choice for indoor alerts and warnings.
117

Percentage of population
7.3 Conceptual versions of the alert system
In consideration of the requirements established in Sections 7.1 and 7.2,
alternative versions of the alert system concept will now be developed in
four stages that are based on each other, as shown in Figure 7-5. There are
two possibilities:
• Concept versions based on new technologies only, without sirens: Levels
1 to 4;
• Concept versions based on new technologies and sirens: Levels 1 S1 to 4
S2;
if S1 is added to the level number: only actual sirens;
if S2 is added to the level number: actual sirens plus upgraded sirens.
The conventional system consisting of Level 1 S1 plus upgraded sirens plus
newly installed sirens will be taken into consideration for comparison purposes,.
This results in the following concept versions (as defined below and
shown in Figure 7-5):
118
100%
80%
60%
40%
20%
People located intdoors
DC F 77
GSM / UMTS Cell Broadcast
Sirens (actual + upgraded)
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Time (hours)
Averages: GSM / UMTS Cell Broadcast 11.2%, DCF 77 25.3%, Sirens (actual + upgraded) 8.7%, Populationlocated indoors 64%
Figure 7-4: Location pattern, indoor coverage, if the population is alerted by GSM/UMTS Cell Broadcast,
DCF 77, and actual sirens + sirens upgraded by 2010

Level 1: Communication with MECOM and CNP ON
(primary) and with a fixed network (secondary)
+ radio, analog and digital + TV, analog
and digital
Level 1 S1: Level 1 + actual sirens
Level 2: Level 1 + GSM + UMTS Cell Broadcast
Level 2 S1: Level 2 + actual sirens
Level 2 S 2: Level 2 S1 + upgraded sirens
Level 3: Level 2 + DCF 77
Level 3 S2: Level 2 S2 + DCF 77
Level 4: Level 3 + FM/RDS special receiver +
DAB + EFR
Level 4 S2: Level 3 S2 + FM/RDS special receiver +
DAB + EFR
Conventional system: Level 1 S1 + upgraded sirens + new sirens
Concept versions of the alert system
7.4 Assessment of the alert system versions
The different versions of the alert systems will now be discussed and assessed
with regard to whether they satisfy the necessary and the desirable
requirements in terms of performance (reaction time, coverage), cost, cost
effectiveness, feasibility, and acceptance, just as was done earlier for the
subsystems.
The assessment for the levels defined in Section 7.3 is not made for each
individual level; rather, all levels are always jointly assessed, so that they
can then be compared. It is assumed that the establishment of the alert
system will start in 2001 and will be completed by 2010.
Tables 7-1 and 7-2 show the assessment of technical performance and cost
effectiveness as described below.
7.4.1 Necessary and desirable requirements
Whether or not the defined versions of the alert system (Levels 1 to 4 S2 and
the conventional alert system) satisfy the necessary and the desirable
requirements is determined mostly by the co-used subsystems, and whether
they satisfy the necessary and the desirable requirements.
7.4.2 Reaction times
Flow charts were prepared to determine the functional flow and the time
flow in the alert system (Example: Figure A-1, Annex). The flow charts con-
119

120
Communications: MECOM satelite, communication system + CNP ON police network (primary); public fixed network) secondary)
Broadcasts: Radio (analog, terrestrial, satelite, cable, RDS, digital DAB, DVB), TV (analog and digital)
Alert sirens (actual)
GSM / UMTS Cell Broadcast
GSM / UMTS Cell Broadcast
Upgrading of Sirens
Upgrading of Sirens
DCF 77 DCF 77
Installation
of new
Sirens
RDS/DAB
EFR
RDS/DAB
EFR
Conventional
system
Level
4S2
Level
3S2
Level
2S2
Level
2S1
Level
1S1
Level
4
Level
3
Level
2
Level
1
Figure 7-5: Overview of the concept versions for alert systems, Levels 1 to 4 (without sirens), Levels 1 S1 to 4 S2 (with sirens), and the conventional alert systems

tain the reaction times shown in Tables 7-1 and 7-2. It is evident that for the
reasons given in Section 6.2.7, the maximum reaction time is always determined
by GSM, i.e. the slowest subsystem. However, a considerable improvement
in this regard might be obtained through the use of future-generation
GSM and UTMS systems.
7.4.3 Coverage
Daily averages for coverage by the different alert system versions are listed
in Table A-6 (Annex). Figure 7-6 shows the values for Levels 1 to 4 (and,
for comparison purposes, those of the conventional alert system) and the
population location pattern of 2010. There is a noticeable increase from
Level 1 to Level 2, particularly outdoors, due to GSM/UMTS. Level 3
leads to another considerable increase in the values for indoors and organizations,
due to DCF 77, but the extension with FM/RDS + DAB + EFR
(Level 4) results in only a small increase. The conventional alert system
leads over Levels 3 and 4 only outdoors, with 0.6 %; otherwise its values are
considerably lower.
Figure 7-7 shows the indoor and overall coverage and the population location
pattern for all levels and for the conventional system. It is evident here,
as well, that the largest increase is from Level 2 to Level 3, while the increase
from Level 3 to Level 4 is rather small (approx. 4 %). The increase
due to the sirens is only 7 % (Level 2 to 2 S2), 4 % (Level 3 to 3 S2), and
3 % (Level 4 to 4 S2). Thus, Level 3 represents a certain optimum.
Note: The total percentage for the location pattern is not 100 %, but only
96.4 %, because on average, 3.6 % of the 82 million residents of Germany
are located abroad (see Figure 5-3).
7.4.4 Costs
The costs of the different alert system versions are listed in Tables A-10 to
A-12 in the Annex. These include the costs of both the MECOM “full version”,
with interactive end-user devices at the situation centers of the German
states, as well as the costs of the MECOM “basic version”. Use of the
“basic version” would reduce the costs by the same amount for all levels,
but this has only a marginal effect on the assessment (see Table 7-2).
Figure 7-8 shows the costs for the alert system operator in 2001, 2001 to
2005, and 2001 to 2010, for MECOM “full version”. Here, as well, it
appears that Level 3 represents a certain optimum.
7.4.5 Cost effectiveness
Figure 7-9 shows the cost effectiveness of the different alert system versions.
It is defined as coverage in % divided by the costs to the alert system
operator in millions DM for the MECOM “full version”. It is interesting to
note that the cost effectiveness is highest at the start (in 2001) and for the
121

lower levels. Initially, costs are low for the already existing coverage with
radio and TV, the actual sirens, and GSM. Cost effectiveness decreases continuously
for all levels until 2010. This shows that cost increases are disproportionately
high for higher coverage values. In 2010, the cost effectiveness
is highest for Level 3 and lowest for the conventional alert system.
122

Overall ranking
Rank
Total
Acceptance
Rank
Feasibility
Cost effectiveness
Coverage
Costs in 2010
Rank
Costs for
AS operator
by 2010
Rank
Coverage
Averages,
2001 to 2010
Rank
Reaction
time
(seconds)
Rank
Desirable
requirements
met
Rank
requirements
not met
Rank
Level 1 Radio + TV, communication with 9x(O)
MECOM + ISDN + CNP ON
Level 1 S1 Level 1
6x( ✓)
+ Sirens (actual)
Level 2 Level 1
7x( ✓)
+ GSM / UMTS Cell Broadcast
Level 2 S1 Level 2
7x( ✓)
+ Sirens (actual)
Level 2 S2 Level 2 S1
7x( ✓)
+ Sirens (upgraded)
Level 3 Level 2
7x( ✓)
+ DCF 77
Level 3 S2 Level 2
7x( ✓)
+ Sirens (actual) + Sirens (upgraded)
Level 4 Level 3
7x( ✓)
+ RDS/DAB + EFR
Level 4 S2 Level 4
7x( ✓)
+ Sirens (actual) + Sirens (upgraded)
Conventional Level 1 S1+ Sirens (upgraded)
5x( ✓)
system + Sirens (new)
Level No. Alert system with subsystems Necessary
good
easy
1,79
9,7 mn
17,3 %
( 70–90 )*
1
15
1 39 ➞ 9
1
8
1
10
10
10
good
easy
2.26
9,7 mn
21,9 %
150-330
16,5
1 33 ➞ 5
1
5
1
9
7
9
2
good
medium
4,04
11,3 mn
37,3 %
160-280
17
1 35 ➞ 7
2
3
3
7
6
8
3
good
medium
4,30
11,3 mn
40,8 %
150-330
18
1 30 ➞ 3
2
2
3
6
7
4
3
medium
medium
2,26
23,5 mn
44,5 %
150-330
18
2 37 ➞ 8
2
5
6
5
7
4
3
good
medium
5,47
11,9 mn
48,1 %
115-280
18
1 22 ➞ 1
2
1
5
4
4
4
3
medium
medium
2,89
24,1 mn
53,7 %
115-330
20
2 26 ➞ 2
2
4
7
2
5
1
3
medium
difficult
1,85
37,2 mn
50,6 %
60-280
19,5
2 32 ➞ 4
3
7
8
3
2
3
3
poor
difficult
1,48
49,4 mn
55,7 %
60-330
20
3 33 ➞ 5
3
9
9
1
3
1
3
poor
difficult
0,19
254,5 mn
10
37,1 %
150-330
18
3 45 ➞ 10
3
10
8
7
4
1
Table 7-1: Assessment of alert system versions with MECOM “full version” according to assessment criteria, with ranks and overall ranking.
Gray: systems without sirens; *: warnings only, o: requ. was not met, (✓): requirement was only partly met.
123

124
Table 7-2: Assessment of alert system versions with MECOM “basic version” according to assessment criteria, with ranks and overall ranking.
Gray: systems without sirens; *; warnings only; O: requirement was not met, (✓): requirement was only partly met.

Total
Indoors
Organization
Outdoors
Individual transport
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Conventional
system
Population
located in
respective area
Figure 7-6: Coverage by alert systems (24-hr averages) in 2010, Monday to Sunday, and
location pattern (% of population in respective area)
Figure 7-7: Coverage by alert systems (indoors and total) in 2010, Monday to Sunday, and
location pattern (% of population in respective area)
100%
80%
60%
40%
20%
0%
Percentage of population
125

Figure 7-8: Costs for alert system operators by alert systems until 2001, 2005, and 2010
Figure 7-9: Cost effectiveness of alert systems (coverage / costs for alert system operator),
2001 to 2010
126

7.4.6 Feasibility and acceptance
For the different alert system versions, the following two qualitative
assessments result from the assessment of the included subsystems (see
Table 6-2).
7.4.7 Ranking the alert system versions
Tables 7-1 and 7-2 list the results of the assessment of the different alert
system versions by assessment criteria (see Section 5.2) in order to determine
their rank and their overall ranking. It should be noted here as well
(just as in the assessment of subsystems) that this assessment is partly based
on qualitative findings and thus does not permit making any general statement;
however, it gives a good indication of which systems are better suited
than others.
The assessment in Tables 7-1 and 7-2 also shows that the optimum systems
are positioned in the upper middle of the table (that is, at Levels 3 and 3 S2),
which was already apparent from Figures 7-7 to 7-9.
Finally, Figure 7-10 shows the system structure of Levels 3 and 3 S2, and
Figure 7-11 shows the 24-hour coverage for Level 3 in 2010. Coverage
values of 45 % at night and nearly 80 % by day are values that appear to be
near the top in an international comparison.
Percentage of population
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
Indoors Outdoors Organization Individual transport Total
0%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Time (hours)
Average: Indoors 39.1% Outdoors 3.6% Organization 19.2% Individual transport 3.2% Total 65.1%
Figure 7-11: Coverage for a Level 3 alert systems including the subsystems radio. GSM/UMTS Cell
Broadcast, DCF 77, 2010
127

128
Figure 7-10: Level 3 and Level 3 S2 alert system using MECOM for primary communication

8 Summary
The current German system for alerting the population in defense emergencies,
disasters and major damage situations consists of transmitting warnings
and information by radio and TV as well as local alerts with sirens. In
terms of its structure and design, this system is not suited for a rapid, simultaneous
and comprehensive population alert if large areas are affected by
danger.
The major shortcomings of the existing system are that there is no alerting
and no simultaneous and standardized transmission of warnings and information.
These considerations are the point of departure for the establishment
of a future alert system.
For various reasons, in particular the high costs, it will hardly be possible to
implement the conventional solution for alerts in the form of establishing a
nation-wide network of sirens by upgrading the existing fire service sirens
and installing new electronic sirens.
A possible alternative to this solution may be an integrated alert system
which includes the co-use of various technologies used in everyday life that
are potentially suitable for population alerts. To gain acceptance for this
concept among the population, which would have to pay for a part of its
costs, it will be necessary to provide the public with alerts, warnings and
information with mass-produced information and communication devices
in the form of secondary functions that are provided virtually free of
charge. In this regard, preference should be given to existing systems that
have already been introduced or are about to be introduced.
The most important function of the future alert system will be to alert the
population with a well-directed alert that rapidly commands the public’s
attention. Such an alert is the precondition for reaching a maximum percent
of the population with a subsequent warning. Studies of suitable technologies
and systems to be used for this purpose have essentially shown that
under the above conditions, three systems with an alerting function can be
considered for co-use in a future alert system: GSM or UMTS mobile radio
with a Cell Broadcast function, DCF 77 long-frequency time broadcast
with an additional alerting function, and the radio data system (RDS) of the
terrestrial FM radio. For the latter two systems, modifications of both transmitters
and receivers would have to be implemented for the alert system.
Alerting by mobile radio is possible in all areas where people are located,
particularly outdoors, and should therefore be used in any case. While
mobile radio receivers are also possible for DCF 77 and RDS, these are
mainly used with stationary receivers for alerts inside of buildings. DCF 77
should be given preference because it promises a better and quicker
penetration of the markets and can be integrated into many devices used in
everyday life.
129

Only part of the warnings and the information that is required after an alert
has been called can be received with the above-mentioned systems. This
function will mainly be performed by radio, as before. To be able to broadcast
radio messages on as many programs and as quickly and simultaneously
as possible, it will be necessary to introduce a suitable internal communication
system for alerts. Deliberations on the organization of this communication
system have shown that the MECOM system proposed by the
Federal Ministry of the Interior for linking up with the broadcasting stations
is – due to its point-to-point communication capability – quite well-suited
for integrating the alarm systems into the alert system.
In terms of costs, feasibility and the population reached, a future alert
system with an optimal design could consist of the following subsystems:
MECOM for primary communication, fixed network for secondary or
redundant communication, CNP ON police network for the primary communication
of the higher-level state and Federal agencies, mobile radio Cell
Broadcast and DCF 77 for alarming and warning the population, and radio
and TV for broadcasting warnings and information. Such a system would
make it possible by the year 2010 to reach on average 65 % of the population,
at a total cost to the alert system operators of approx. DM 7 million to
DM 12 million, depending on how the communication system is organized.
It is particularly important to note the flexibility of the system structure in
this concept, which permits a problem-free integration of additional systems
into the alert system at a later point in time. The functional redundancy thus
achieved would ensure the operational security of the alert system in a
defense emergency, based on the current threat scenarios, even though its
subsystems are not designed for this purpose.
The integration of the existing fire service sirens into the alert system is
technically possible; however, for various reasons it is not of interest.
Sirens are more suited for local alerts in the vicinity of buildings that have
a particular hazard potential.
130

9 European aspects
A survey of the alert systems in the adjacent European countries (see Section
4.6) has shown that the alert systems in these countries have different
underlying concepts and are in different stages of development. However, in
most countries the systems require augmentation because they lack systems
for indoor and organizational alerts.
The results of this study show that these gaps in the adjacent European
countries could be completely or partially filled by the alert system concepts
proposed in this study. At least the Level 2 alert system with communication
via MECOM or an equivalent system and individual alerting via GSM
Cell Broadcast could be implemented in all European countries. Especially
in the countries of northern and southern Europe, cellular phone use is
particularly prevalent.
If other European countries adopt the use of GSM or UMTS Cell Broadcast
for population alert purposes, this would have the advantage that it will be
much easier to get specification changes approved by ETSI.
For the Level 3 alert system it is necessary that the DCF 77 reception must
be a reliable. This applies at least to the area from Denmark to northern Italy
and from France to Poland. However, in this study it was not examined what
the DCF 77 coding should look like for this extended alert area and what
extension of the reaction times would result from the addition of more
countries. Great Britain also has a time-broadcasting transmitter that works
on the same principle but has a different carrier frequency.
In countries where DCF 77 reception is not possible, special FM receivers
with RDS or DAB could be used for alert purposes. In Sweden there already
exist special RDS warning receivers for stationary operation.
The advantage of the proposed concept is that the buildup of a German alert
system can be started even without a European solution. However, for the
design of the DCF 77 code it will be important to know whether other countries
should also be included. If other countries then want to adopt the alert
system in whole or in parts, this will be possible at any time.
131

10 Recommendations
The positive results of this study lead to the conclusion that the installation
of a new type of integrated population alert system consisting of co-used
subsystems is to be recommended. The target specifications for the system
should be the proposed system structure as described in Section 7.1 and the
Level 3 alert system concept of Section 7.3.
This concept seems to be especially well-suited, due to its good performance,
relatively low costs, low-risk of implementation, and the fact that it
can be implemented step by step.
This study is not concerned with the further planning of this project; however,
during the course of this study there were some areas where it was not
possible to come to a clarification. But a clarification will be necessary
before the project starts. Some of the problems are time-critical, so that they
will have to be dealt with as soon as possible.
The following recommendations are therefore made for the required preliminary
work:
MECOM: The proposed software modification for the transmission of warnings
to radio and TV stations should already provide for the use of
MECOM as the primary communication system as shown in Figures 7-1
and 7-2. In particular, the first step must already provide that the software
should include the following: GSM Cell Broadcast (four GSM networks),
DCF 77, EFR, and the supplementary equipment of the situation centers of
the German states with interactive MECOM transmitter/receiver devices
(MECOM “full version”). This would make it easier or superfluous to make
a further software change during the subsequent installation of the alert
system.
For this purpose it is necessary to develop a system specification and a software
specification that define the requirements placed on MECOM by the
alert system.
Broadcasting (radio and television): A determination must be made of
which broadcasting stations are currently being supplied by MECOM, either
directly or indirectly, or will be supplied by it in the near future; of how
the editorial staff deals with warnings; and what improvements can be made
so that identical warnings will be transmitted simultaneously and as rapidly
as possible.
Radio broadcasting, FM with RDS: A determination must be made of
which transmitters are capable of producing and transmitting a dynamic
PTY 31 RDS signal for alert purposes, and what investments are required to
have this capability in the future.
132

Situation centers of the German states: For each Land of the Federal
Republic of Germany, a determination must be made of how warnings are
currently being transmitted via CNP ON to the Federal Alert Centers and to
other situation centers, and what investments are required to have this capability
in the future.
DCF 77: In this regard, three preliminary studies are required:
Reception reliability: The reception reliability for alerts and warnings must
be tested with standard DCF 77 equipment and some stationary and mobile
test receivers in a field trial under critical environmental conditions
(distance from the transmitter at Mainflingen, weather, EMC). These tests
are necessary to derive the coding requirements (redundancy, repetition)
and the requirements for the operation of receivers.
Coding: The optimal coding for alerts and warnings must be established in
a specification, must be tested in a simulation trial, and must be verified in
a demonstration trial (see above). The demonstration trial should be conducted
both with a test transmitter and with the transmitter at Mainflingen.
Consideration should be given to the problems of mobile receivers (wristwatches)
and possibly also to the later alerting in the adjacent European
countries.
Mobile receiver: According to current knowledge, DCF 77 radio wristwatches
can basically be used for alert purposes; however, there are certain
restrictions with regard to battery life (for digital watches, the life of batteries
currently in use is 1 to 2 years; for dial-type watches, it is about 1 year).
This does not include possibilities of extending the battery life, such as utilization
of solar power or improved batteries. In the field trials it will be
necessary to revise these values in cooperation with the industry.
GSM / UMTS Cell Broadcast: Priority must be given to specifying the
desired improvements mentioned in Sections 6.2.7 and 6.2.8 and to having
the PTT regulatory agency include them in the GSM and UMTS specifications
submitted to ETSI. Furthermore, it is necessary to make a detailed
study of the interfaces and the telegram processing at the Cell Broadcast
centers of the four network operators, and to determine the reaction times
for alerts in different areas as well as the running costs of alert operations.
In sum, it is recommended that the current favorable situation – with its
positive economic climate and a friendly attitude toward technology –
should be used to establish the proposed population alert system. Due to the
increasing use of modern means of communication by the population, there
are good chances for the implementation of such a system. The risks of an
implementation are predictable, provided there is careful preparation. Due
to the utilization of existing co-used systems, the amount that must be invested
is small compared to what would be required if conventional alert
systems were to be installed.
133

11 Terms and abbreviations
This list of terms contains explanations of abbreviations and definitions of
terms that are not already explained or defined in the Report.
Alarm Acoustic or optical signal that commands
attention
Alert (generic) Generic term for alerting, warning, informing
Alert system Population alert system consisting of various
subsystems
AS Alert system
AS operators Alert system operators: Federal Ministry of
the Interior; Ministries of the Interior of the
various German states; municipalities
AS users The population, organizations
Cell Broadcast Mobile radio cell broadcast technique
CNP ON Corporate Network Police, upper network
level
CNP UN Corporate Network Police, lower network
level
Communication System for transporting warnings from an
alerting agency to administrative agencies and
subsystems
Coverage Number of individuals actually reached by a
warning, or population percentage reached
DAB Digital Audio Broadcast
dB(A) Acoustic load in decibels (A-level)
DCF 77 Low-frequency standard civil time transmitter,
77 kHz
EFR European Centralized Radio Telecontrol
ETSI European Telecommunication Standards Institute
GSM Global System for Mobile Communications
Individual transport Location pattern in private or business
vehicles
Indoors Location pattern of individuals in private buildings
or in buildings of small organizations
134

Information Detailed differentiated message by voice, text
or image
LAN Local Area Network
MECOM Medien-Communikations-Gesellschaft (media
company)
Location pattern (generic) Population location by numbers and time of
day
Organization Location pattern of individuals in public or
private organizations and public means of
transport: employees, customers, visitors
Outdoors Location pattern of individuals in the open:
pedestrians, cyclists, motorcyclists
PMP Point-to-multi-point communication
PTY 31 Program Type 31 (alarm) of RDS
R Reception
RDS Radio-Data-System
SMS Short Message Service (short mobile radio
message)
Subsystem Alert system component
System Implementation with a technology
T / R Transmitting/receiving, interactive transceiver
TCP / IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol
Technology Generic term for technological system
TETRA Terrestrial Trunk Radio
UMTS Universal Mobile Telecommunication Standard
WAN Wide Area Network
WARI Warning and information broadcasting system
Warning Warning message by voice, text or image
3 GPP 3 Global Partnership Project
135

12 Annex
136
Table A-1: Population alerts with sirens: number of sirens and technical coverage, actual status, and potential technical coverage.

Technical coverage VT
Location
Time of Day
Alert system
Alarm, siren, actual, Germany
Alarm, siren, upgrade, Germany
Alarm, siren, new, Germany
Alarm, siren, upgrade, Germany
Alarm, siren, new, Germany
Alarm, siren, upgrade, Germany
Alarm, siren, new, Germany
Alarm, DCF 77 / EFR
Alarm, mobile radio
Alarm, radio paging
Alarm, RDS/DAB special receiver
Table A-2: Technical coverage VT for different alert systems
Availability v
Location
Time of Day
Alert system
Alarm, siren, upgrade
Alarm, siren, new
Alarm, DCF 77
Alarm, EFR
Alarm, mobile radio
Alarm, radio with RDS/DAB
Alarm, DCF 77
Alarm, EFR
Alarm, mobile radio
Alarm, radio with RDS/DAB
Alarm, DCF 77
Alarm, EFR
Alarm, mobile radio
Alarm, RDS/DAB special rerceivers
Alarm, radio paging
Table A-3: Availability v for different alert systems
Percent of receivers turned on q
Location
Time of Day
Alert system
Alarm, siren
Alarm, DCF 77/EFR (not outdoors)
Alarm, mobile radio
Alarm, RDS/DAB special receiver
Alarm, radio paging
Indoors Outdoors Organization Indiv. transport
Day Night Day Night Day Night Day Night
12% 12% 12% 12% 12% 12% 12% 12%
2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
2005 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18%
2005 25% 25% 25% 25% 25% 25% 25% 25%
2010 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18% 18%
2010 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50%
99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99%
90% 90% 95% 95% 95% 95% 90% 90%
80% 80% 80% 80% 80% 80% 80% 80%
99% 99% 99% 99% 99% 99% 99% 99%
Indoors Outdoors Organization Indiv. transport
Day Night Day Night Day Night Day Night
95% 95% 95% 95% 95% 95% 95% 95%
98% 98% 98% 98% 98% 98% 98% 98%
2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%
2001 25% 30% 20% 20% 40% 40% 20% 20%
2001 0% 0% 0% 0% 0% 0% 60% 60%
2005 22% 22% 1% 1% 50% 50% 0% 0%
2005 3% 3% 0% 0% 15% 15% 0% 0%
2005 55% 60% 50% 50% 75% 75% 55% 55%
2005 3% 3% 0% 0% 20% 20% 0% 0%
2010 44% 44% 2% 2% 95% 95% 0% 0%
2010 6% 6% 0% 0% 30% 30% 0% 0%
2010 80% 85% 80% 80% 95% 95% 80% 80%
2010 10% 10% 0% 0% 45% 45% 0% 0%
2% 2% 1% 1% 5% 5% 1% 1%
Sel.
Sel.
Sel.
Sel.
Sel.
Table A-4: Audience rating q for different alert systems
Detection w
Location
Time of Day
Alert system
Alarm, siren
Sel.
Alarm, DCF 77 / EFR (not outdoors) Sel.
Alarm, mobile radio
Sel.
Alarm, RDS / DAB special receiver Sel.
Alarm, radio paging
Sel.
Table A-5: Detection w for different alert systems
Indoors Outdoors Organization Indiv. transport
Day Nacht Day Nacht Day Nacht Day Nacht
100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
95% 95% 95% 95% 98% 98% 0% 0%
50% 30% 70% 75% 95% 95% 80% 80%
100% 100% 0% 0% 100% 100% 0% 0%
95% 95% 95% 95% 95% 95% 95% 95%
Indoors Outdoors Organization
Day Night Day Night Day Night
Indiv. transport
Day Night
42% 55% 73% 73% 54% 54% 27% 27%
95% 95% 98% 98% 98% 98% 0% 0%
60% 50% 90% 90% 95% 95% 90% 90%
95% 95% 0% 0% 98% 98% 95% 95%
70% 60% 95% 95% 98% 98% 95% 95%
137

Year Subsysteme Total Indoors Organization Outdoors Individual transp.
2001 Radio. regional 8,9% 6,2% 1,5% 0,0% 1,3%
2001 TV, nation-wide and regional 8,4% 8,4% 0,0% 0,0% 0,0%
2001 Radio + TV 17,3% 14,6% 1,5% 0,0% 1,3%
2001 Alarm. siren, actual 5,5% 3,5% 1,2% 0,6% 0,2 %
2001 Alarm, mobile radio 11,9% 3,6% 6,7% 0,9% 0,6%
2001 Alarm, radio paging 1,5% 0,6% 0,7% 0,1% 0,0%
2001 Population percentage in this area 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
2005 Alarm, siren, upgrade 8,2% 5,2% 1,8% 0,9% 0,2%
2005 Alarm, siren, new 11,7% 7,5% 2,6% 1,3% 0,3%
2005 Alarm, siren, actual + upgrade 13,7% 8,7% 3,0% 1,5% 0,4%
2005 Alarm, DCF 77 22,0% 12,7% 9,3% 0,1% 0,0%
2005 Alarm, EFR 4,5% 1,7% 2,8% 0,0% 0,0%
2005 Alarm, mobile radio 24,3% 7,7% 12,6% 2,2% 1,8%
2005 Alarm, RDS/DAB special receiver 5,6% 1,8% 3,8% 0,0% 0,0%
2005 Population percentage in this area 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
2010 Alarm, siren, upgrade 8,2% 5,2% 1,8% 0,9% 0,2%
2010 Alarm, siren, new 23,5% 15,0% 5,2% 2,7% 0,7%
2010 Alarm, siren, actual + upgrade+ new 37,1% 23,7% 8,2% 4,2% 1,0%
2010 Alarm, DCF 77 43,1% 25,3% 17,7% 0,1% 0,0%
2010 Alarm, EFR 9,0% 3,5% 5,6% 0,0% 0,0%
2010 Alarm, mobile radio 33,2% 11,2% 15,9% 3,6% 2,6%
2010 Alarm, RDS/DAB special receiver 14,6% 6,1% 8,5% 0,0% 0,0%
2010 Population percentage in this area 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
Table A-6: Coverage by subsystems, averrages Monday to Sunday, and location patterns
Year Alert systems Total Indoors Organization Outdoors Individual transp.
2001 Level 1 17,3% 14,6% 1,5% 0,0% 1,3%
2001 Level 1 S1 21,9% 17,3% 2,6% 0,6% 1,4%
2001 Level 2 27,5% 17,2% 7,7% 0,9% 1,7%
2001 Level 2 S1 31,6% 19,9% 8,4% 1,4% 1,8%
2001 Level 2 S2 31,6% 19,9% 8,4% 1,4% 1,8%
2001 Level 3 27,5% 17,2% 7,7% 0,9% 1,7%
2001 Level 3 S2 31,6% 19,9% 8,4% 1,4% 1,8%
2001 Level 4 27,5% 17,2% 7,7% 0,9% 1,7%
2001 Level 4 S2 31,6% 19,9% 8,4% 1,4% 1,8%
2001 Conventional systems 21,9% 17,3% 2,6% 0,6% 1,4%
2001 Population percentage in this aera 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
2005 Level 1 17,3% 14,6% 1,5% 0,0% 1,3%
2005 Level 1 S1 21,9% 17,3% 2,6% 0,6% 1,4%
2005 Level 2 38,1% 20,2% 13,1% 2,2 % 2,6%
2005 Level 2 S1 41,5% 22,7% 13,5% 2,7% 2,6%
2005 Level 2 S2 46,6% 26,4% 14,1% 3,3% 2,8%
2005 Level 3 49,9% 28,9% 16,2% 2,3% 2,6%
2005 Level 3 S2 56,7% 33,9% 16,7% 3,4% 2,8%
2005 Level 4 52,9% 30,8% 17,2% 2,3% 2,6%
2005 Level 4 S2 59,2% 35,5% 17,6% 3,4% 2,8%
2005 Conventional systems 38,8% 27,5% 6,7% 2,9% 1,8%
2005 Population percentage in this aera 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
2010 Level 1 17,3% 14,6% 1,5% 0,0% 1,3%
2010 Level 1 S1 21,9% 17,3% 2,6% 0,6% 1,4%
2010 Level 2 45,6% 22,7% 16,2% 3,6% 3,2%
2010 Level 2 S1 48,6% 25,0% 16,4% 3,9% 3,2%
2010 Level 2 S2 53,0% 28,5% 16,7% 4,4% 3,3%
2010 Level 3 65,1% 39,1% 19,2% 3,6% 3,2%
2010 Level 3 S2 69,7% 42,6% 19,3% 4,4% 3,3%
2010 Level 4 69,0% 42,7% 19,4% 3,6% 3,2%
2010 Level 4 S2 72,9% 45,7% 19,5% 4,4% 3,3%
2010 Conventional systems 48,7% 33,4% 9,1% 4,2% 2,0%
2010 Population percentage in this aera 96,4% 64,4% 19,6% 7,4% 5,0%
Table A-7: Coverage by alert systems, average Monday to Sunday, and location patterns
138

Sirens (new)
Radio broadcast
FM/RDS + DAB
TV
Radio paging
GSM + UMTS
CNP ON
CNP ON + CNP UN
Public fixed
networks
MECOM,
full version
MECOM,
basic version
DCF 77
EFR
2.816.000 539.000 658.080 1.183.200 453.600 1.328.000 158.000 880.000 200.000 0 850.000 0 20.273.250
12.416.000 575.000 1.640.400 4.266.000 868.000 1.760.000 190.000 1.200.000 200.000 0 850.000 0 108.011.250
24.416.000 620.000 3.055.800 8.307.000 1.386.000 2.300.000 230.000 1.600.000 200.000 0 850.000 0 232.605.000
Cost in 2001
Cost until 2005
Cost until 2010
Table A-8: Subsystem costs for alert system operators
12.416.000 338.075.000 1.640.400 4.266.000 868.000 1.760.000 190.000 1.200.000 300.200.000 0 82.100.000 0 108.011.250
24.416.000 1.050.620.000 3.055.800 8.307.000 1.386.000 2.300.000 230.000 1.600.000 600.200.000 0 225.850.000 0 232.605.000
Total cost until 2005
Total cost until 2010
Table A-9: Total costs for alert system operators and additional costs for subsystem users
Level 1 Level 1 S1 Level 2 Level 2 S1 Level 2 S2 Level 3 Level 3 S2 Level 4 Level 4 S2 Conventional system
Cost in 2001
1.486.800 1.486.800 2.366.800 2.366.800 4.801.800 2.905.800 5.340.800 6.571.800 9.006.800 24.195.050
Cost until 2005
5.134.000 5.134.000 6.334.000 6.334.000 18.509.000 6.909.000 19.084.000 20.175.000 32.350.000 125.320.250
Cost until 2010
9.693.000 9.693.000 11.293.000 11.293.000 23.468.000 11.913.000 24.088.000 37.179.000 49.354.000 254.473.000
Table A-10: Share of costs for alert system operators for various alert systems including MECOM ”full version“
Level 1 Level 1 S1 Level 2 Level 2 S1 Level 2 S2 Level 3 Level 3 S2 Level 4 Level 4 S2 Conventional system
Total cost until 2005
5.134.000 5.134.000 6.334.000 6.334.000 18.509.000 344.409.000 356.584.000 438.925.000 451.100.000 125.320.250
Total cost until 2010
9.693.000 9.693.000 11.293.000 11.293.000 23.468.000 1.061.913.000 1.074.088.000 1.312.179.000 1.324.354.000 254.473.000
Table A-11: Total costs for alert system operators ans additional costs for user of various alert systems including MECOM ”fullversion“
Level 1 Level 1 S1 Level 2 Level 2 S1 Level 2 S2 Level 3 Level 3 S2 Level 4 Level 4 S2 Conventional system
Cost in 2001
961.680 961.680 1.841.680 1.841.680 4.276.680 2.380.680 4.815.680 6.046.680 8.481.680 23.669.930
Cost until 2005
2.658.400 2.658.400 3.858.400 3.858.400 16.033.400 4.433.400 16.608.400 17.699.400 29.874.400 122.844.650
Cost until 2010
4.591.800 4.591.800 6.191.800 6.191.800 18.366.800 6.811.800 18.986.800 32.077.800 44.252.800 249.371.800
Table A-12: Share of costs for alert system operators for various alert systems, including MECOM ”basic version“
139

Alert system, operator component
Situation Center, State 1
Initiation of alert
or warning
A
Alert by another
state
[t = 0 s]
Alert with
sirens?
Local alert with sirens
Alert computer
Entry,
alarm
or warning
Yes
[t = 35 s]
Entry,
alarm
or warning
Alternative communication
via MECOM fixed network
No
B
MECOM
OK?
[t = 65 s]
yes
[t = 35 s]
Data transmission
with MECOM
CNP UN
State A
EFR
DCF 77
Mobile radio,
GSM
UMTS
Television,
national
regional
Radio,
national
regional
Situation
Centers,
States
2 to 16
Federal
alert
centers
Police
station
lower level
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 40 s]
[t = 125-305 s]
“Authorities
issuing
initial
alarm“

Transmitter
EFR
DCF 77
LF transmitter
Mobile
radio
networks
Warning Warning Warning
Warning
Alert
Entry
faded in
Entry
RDS
DAB
Alert, States
2-16 ?
local
control
Radio link
[t = 140-320 s]
[t = 60 s] [t = 80 s]
[t = 60 s]
Transmitter
TV
Transmitter
radio
RDS, DAB
A
Sirens-
Systems
Receiver
EFR
Receiver
DCF 77
Cellular phone
GSM
UMTS
TV set
Radio
(RDS/DAB
special
receiver)
[t = 90 s] [t = 160-280 s] [t = 115-160 s] [t = 60-120 s]
[t = 70 s]
[t = 150-330 s]
Alert
Alert
Warning
Alert
Warning
Alert
Warning
Alert
Warning
Alert
Alert system, user component
Figure A5-1: Flowchart of Alert Systems, Level 3 (primary communication via MECOM full version; dotted lines: Level 4 S2)
Example: Central alert initiated by a Land situation center (sequence includes reaction times)

Band 44 – in Vorbereitung –
E. Pfenninger, D. Haber
Medizinische Versorgung beim Massenanfall
Verletzter bei Chemikalienfreisetzung
Band 43 – in Vorbereitung –
D. Ungerer, U. Morgenroth
Empirisch-psychologische Analyse des menschlischen
Fehlverhaltens in Gefahrensituationen
und seine verursachende und modifizierenden
Bedingungen sowie von Möglichkeiten zur Reduktion
des Fehlverhaltens
Band 42
45., 46. und 48. Jahrestagung der Schutzkommission
beim Bundesminister des Innern
– Vorträge –
2000, 344 Seiten, Broschur
Band 41 – in Vorbereitung –
W. König, M. Köller
Einfluss von Zytokinen und Lipidmediatoren
auf die Kontrolle und Regulation spezifischer
Infektabwehr bei Brandverletzung
Band 40 – in Vorbereitung –
Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt
Entwicklung von Dekontaminationsmitteln und
-verfahren bei Austritt von Industriechemikalien
Band 39 – in Vorbereitung –
TÜV Energie und Umwelt GmbH
Optimierung des Schutzes vor luftgetragenen
Schadstoffen in Wohngebäuden
Band 38
W. Kaiser, M. Schindler
Rechnergestütztes Beratungssystem für das
Krisenmanagement bei chemischen Unfällen
(DISMA®)
1999, 156 Seiten, Broschur
Band 37 – in Vorbereitung –
K.-J. Kohl, M. Kutz
Entwicklung von Verfahren zur Abschätzung
der gesundheitlichen Folgen von Großbränden
142
Zivilschutz-Forschung, Neue Folge
Schriftenreihe der Schutzkommission beim Bundesminister des Innern
Herausgegeben vom Bundesverwaltungsamt
– Zentralstelle für Zivilschutz –
ISSN 0343-5164
im Auftrag des Bundesministeriums des Innern
Band 36
M. Weiss, B. Fischer, U. Plappert und T. M.Fliedner
Biologische Indikatoren für die Beurteilung
multifaktorieller Beanspruchung
Experimentelle, klinische und systemtechnische
Untersuchung
1998, 104 Seiten, Broschur
Band 35 – in Vorbereitung –
K.Amman, A.-N.Kausch, A.Pasternack, J.Schlobohm,
G. Bresser, P. Eulenburg
Untersuchung der Praxisanforderungen an Atemund
Körperschutzausstattung zur Bekämpfung
von Chemieunfällen
Band 34 – in Vorbereitung –
W. Heudorfer
Untersuchung der Wirksamkeit von Selbstschutzausstattung
bei Chemieunfällen
Band 33
J. Bernhardt, J. Haus, G. Hermann, G. Lasnitschka,
G. Mahr, A. Scharmann
Laserspektrometrischer Nachweis von Strontiumnukliden
1998, 128 Seiten, Broschur
Band 32
Günther Müller
Kriterien für Evakuierungsempfehlungen bei
Chemiekalienfreisetzungen
1998, 244 Seiten + Faltkarte, Broschur
Band 31
G. Schallehn und H. Brandis
Beiträge zur Isolierung und Indentifizierung von
Clostridium sp. und Bacillus sp. sowie zum
Nachweis deren Toxine
1998, 80 Seiten, Broschur
Band 30
Gerhard Matz
Untersuchung der Praxisanforderung an die
Analytik bei der Bekämpfung großer Chemieunfälle
1998, 192 Seiten, Broschur

Band 29
D. Hesel, H. Kopp und U. Roller
Erfahrungen aus Abwehrmaßnahmen bei chemischen
Unfällen
1997, 152 Seiten, Broschur
Band 28
Ronald Zech
Wirkungen von Organophosphaten
1997, 110 Seiten, Broschur
Band 27
Georg Ruhrmann, Matthias Kohring
Staatliche Risikokommunikation bei Katastrophen
Informationspolitik und Akzeptanz
1996, 207 Seiten, Broschur
Band 26
43. und 44. Jahrestagung der Schutzkommission
beim Bundesminister des Innern
Vorträge
1997, 326 Seiten, Broschur
Band 25
Klaus Buff, Helmut Greim
Abschätzung der gesundheitlichen Folgen von
Großbränden
Literaturstudie
Teilbereich Toxikologie
1997, 138 Seiten, Broschur
Band 24
42. Jahrestagung der Schutzkommission beim
Bundesminister des Innern
Vorträge
1996, 205 Seiten, Broschur
Band 23
Klaus Haberer, Uta Böttcher
Das Verhalten von Umweltchemikalien in Boden
und Grundwasser
1996, 235 Seiten, Broschur
Band 22
Beowulf Gloebel, Christiane Graf
Inkorporationsverminderung für radioaktive
Stoffe im Katastrophenfall
1996, 206 Seiten, Broschur
Band 21
Arbeiten aus dem Fachausschuß III: Strahlenwirkungen
– Diagnostik und Therapie
1996, 135 Seiten, Broschur
Band 20
Arbeiten aus dem Fachausschuß V
I. – D. Henschler: Langzeitwirkungen phosphororganischer
Verbindungen
II. – H. Becht: Die zellvermittelte typübergreifende
Immunantwort nach Infektion mit dem
Influenzavirus
III. – F. Hoffmann, F. Vetterlein, G. Schmidt;
Die Bedeutung vasculärer Reaktionen beim
akuten Nierenversagen nach großen Weichteilverletzungen
(Crush-Niere)
1996, 127 Seiten, Broschur
Band 19
Radioaktive Strahlungen
I. – B. Kromer unter Mitarbeit von K. O. Münnich,
W. Weiss und M. Zähringer:
Nuklidspezifische Kontaminationserfassung
II. – G. Hehn:
Datenaufbereitung für den Notfallschutz
1996, 164 Seiten, Broschur
Band 18
L. Clausen, W.R. Dombrowsky, R.L.F. Strangmeier
Deutsche Regelsysteme
Vernetzungen und Integrationsdefizite bei der
Erstellung des öffentlichen Gutes Zivil- und
Katastrophenschutz in Europa
1996, 130 Seiten, Broschur
Band 17
41. Jahrestagung der Schutzkommission beim
Bundesminister des Innern
Vorträge
1996, 197 Seiten, Broschur
Band 16
F. E. Müller, W. König, M. Köller
Einfluß von Lipidmediatoren auf die Pathophysiologie
der Verbrennungskrankheit
1993, 42 Seiten, Broschur
Band 15
Beiträge zur dezentralen Trinkwasserversorgung
in Notfällen
Teil II: Klaus Haberer und Monika Drews
1. Einfache organische Analysenmethoden
2. Einfache Aufbereitungsverfahren
1993, 144 Seiten, Broschur
Band 14
Beiträge zu Strahlenschäden und Strahlenkrankheiten
I. – H. Schüßler: Strahleninduzierte Veränderungen
an Säugetierzellen als Basis für die somatischen
Strahlenschäden
II. – K. H. von Wangenheim, H.-P. Peterson,
L.E. Feinendegen: Hämopoeseschaden, Therapieeffekte
und Erholung
143

III. – T. M. Fliedner, W. Nothdurft: Präklinische
Untersuchungen zur Beschleunigung der Erholungsvorgänge
in der Blutzellbildung nach
Strahleneinwirkung durch Beeinflussung von
Regulationsmechanismen
IV. – G. B. Gerber: Radionuklid Transfer
1993, 268 Seiten, Broschur
Band 13
H. Mönig, W. Oehlert, M. Oehlert, G. Konermann
Modifikation der Strahlenwirkung und ihre Folgen
für die Leber
1993, 90 Seiten, Broschur
Band 12
Biologische Dosimetrie
I. – H. Mönig, Wolfgang Pohlit, Ernst Ludwig
Sattler: Einleitung: Dosisabschätzung mit Hilfe
der Biologischen Dosimetrie
II. – Hans Joachim Egner et al.: Ermittlung der
Strahlenexposition aus Messungen an Retikulozyten
III. – Hans Mönig, Gerhard Konermann: Strahlenbedingte
Änderung der Chemilumineszenz
von Granulozyten als biologischer Dosisindikator
IV. – Paul Bidon et al.: Zellmembranänderungen
als biologische Dosisindikatoren. Strahleninduzierte
Membranänderung im subletalen Bereich.
Immunbindungsreaktionen an Lymphozyten
1993, 206 Seiten, Broschur
Band 11 vergriffen
Beiträge zur Katastrophenmedizin
Band 10
Wolf R. Dombrowsky
Bürgerkonzeptionierter Zivil- und Katastrophenschutz
Das Konzept einer Planungszelle Zivil- und
Katastrophenschutz
1992, 79 Seiten, Broschur
Band 9 vergriffen
39. und 40. Jahrestagung der Schutzkommission
beim Bundesminister des Innern
Broschüren und eine komplette Liste aller
bisher erschienenen und bereits vergriffenen
Bände können kostenlos bezogen werden
bei:
144
Band 8 vergriffen
Beiträge zur dezentralen Trinkwasserversorgung
in Notfällen
Teil I: Klaus Haberer und Ursula Stürzer
Band 7 vergriffen
Ernst Pfenninger und Friedrich Wilhelm Ahnefeld
Das Schädel-Hirn-Trauma
Band 6 vergriffen
Otfried Messerschmidt und Alfons Bitter
Neutronenschäden
Band 5 vergriffen
Rudolf E. Grillmaier und Franz Kettenbaum
Strahlenexposition durch Ingestion von radioaktiv
kontaminiertem Trinkwasser
Band 4 vergriffen
Wolf R. Dombrowsky
Computereinsatz im Zivil- und Katastrophenschutz
Band 3
Burkhard Lommler, Eberhard Pitt, Arthur
Scharmann und Rolf Simmer
Der Nachweis schneller Neutronen in der Katastrophendosimetrie
mit Hilfe von Ausweisen
aus Plastikmaterial
1990, 66 Seiten, Broschur
Band 2 vergriffen
Gammastrahlung aus radioaktivem Niederschlag
Berechnung von Schutzfaktoren
Band 1 vergriffen
Lars Clausen und Wolf R. Dombrowsky
Zur Akzeptanz staatlicher Informationspolitik
bei technischen Großunfällen und Katastrophen
Katastrophenmedizin – Leitfaden für die
ärztliche Versorgung im Katastrophenfall
Neuauflage 2001, Broschur
Bundesverwaltungsamt
– Zentralstelle für Zivilschutz –
Referat V B 5
Deutschherrenstraße 93–95
53177 Bonn