Seismological Research Letters Volume

17 Pages·2009·7.71 MB·English

The Self-organizing Seismic Early Warning
Information Network (SOSEWIN)
K. Fleming, M. Picozzi, C. Milkereit, F. Kühnlenz, B. Lichtblau, J. Fischer, C. Zulfikar, O. Özel, and the SAFER and EDIM working groups
K. Fleming,1,4 M. Picozzi,1 C. Milkereit,1 F. Kühnlenz,2 B. Lichtblau,2
J. Fischer,2 C. Zulfikar,3 O. Özel,5 and the SAFER and EDIM working
groups1,2,3
INTRODUCTION Wurman (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:24)(cid:28)(cid:1)(cid:42)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:79)(cid:67)(cid:86)(cid:77)(cid:27)(cid:1)(cid:38)(cid:83)(cid:69)(cid:74)(cid:76)(cid:1)(cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:20)(cid:28)(cid:1)(cid:35)(cid:86)(cid:68)(cid:73)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:84)(cid:85)(cid:27)(cid:1)
Ionescu (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:24)(cid:28)(cid:1)(cid:46)(cid:70)(cid:89)(cid:74)(cid:68)(cid:80)(cid:1)(cid:36)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:27)(cid:1)(cid:38)(cid:84)(cid:81)(cid:74)(cid:79)(cid:80)(cid:84)(cid:66)(cid:14)(cid:34)(cid:83)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:66)(cid:1)(cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:18)(cid:26)(cid:26)(cid:22)(cid:10)(cid:15)(cid:1)
Rapid urbanization, the interconnection of economies and However, these systems usually involve the use of a relatively
increasing dependence on technology makes modern society low number of sensors (from several to tens of units), a fact
ever more vulnerable to natural disasters. This is particularly largely dictated by the high cost of such instrumentation. In
true when considering the growth of so-called mega cities addition, these systems must usually communicate their data
(defined by the United Nations as metropolitan areas with (cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:68)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:83)(cid:66)(cid:77)(cid:74)(cid:91)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:80)(cid:68)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:68)(cid:73)(cid:74)(cid:87)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:71)(cid:66)(cid:68)(cid:74)(cid:77)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:70)(cid:84)(cid:15)(cid:1)(cid:34)(cid:79)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:66)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:1)
(cid:81)(cid:80)(cid:81)(cid:86)(cid:77)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:68)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:18)(cid:17)(cid:1)(cid:78)(cid:74)(cid:77)(cid:77)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:75)(cid:80)(cid:83)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1) of a standard centralized EEWS is the Istanbul Earthquake
in the developing world. This has led to the recognition of the (cid:51)(cid:66)(cid:81)(cid:74)(cid:69)(cid:1)(cid:51)(cid:70)(cid:84)(cid:81)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:38)(cid:66)(cid:83)(cid:77)(cid:90)(cid:1)(cid:56)(cid:66)(cid:83)(cid:79)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:52)(cid:90)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:78)(cid:1)(cid:9)(cid:42)(cid:38)(cid:51)(cid:51)(cid:38)(cid:56)(cid:52)(cid:28)(cid:1)(cid:38)(cid:83)(cid:69)(cid:74)(cid:76)(cid:1)
importance of early warning systems as one means of mitigat- (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:20)(cid:10)(cid:1)(cid:80)(cid:81)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:67)(cid:90)(cid:1)(cid:44)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:74)(cid:77)(cid:77)(cid:74)(cid:1)(cid:48)(cid:67)(cid:84)(cid:70)(cid:83)(cid:87)(cid:66)(cid:85)(cid:80)(cid:83)(cid:90)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:38)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:73)(cid:82)(cid:86)(cid:66)(cid:76)(cid:70)(cid:1)
ing the potential human and economic losses resulting from Research Institute (KOERI) of Bogaziçi University (Figure
natural disasters (e.g., International Strategy for Disaster 1A). This system is made up of 10 strong-motion stations that
(cid:51)(cid:70)(cid:69)(cid:86)(cid:68)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:22)(cid:28)(cid:1)(cid:54)(cid:79)(cid:74)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:47)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:23)(cid:10)(cid:15) are installed as close as possible to the fault zone of the north
(cid:36)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:74)(cid:69)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:70)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:73)(cid:82)(cid:86)(cid:66)(cid:76)(cid:70)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:90)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:75)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:86)(cid:83)(cid:67)(cid:66)(cid:79)(cid:74)(cid:91)(cid:66)- Anatolian fault, which runs through the Marmara Sea to the
tion (e.g.(cid:13)(cid:1)(cid:53)(cid:80)(cid:76)(cid:90)(cid:80)(cid:13)(cid:1)(cid:42)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:79)(cid:67)(cid:86)(cid:77)(cid:13)(cid:1)(cid:47)(cid:66)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:46)(cid:70)(cid:89)(cid:74)(cid:68)(cid:80)(cid:1)(cid:36)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:10)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:80)(cid:84)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1) south of Istanbul. In the IERREWS, a centralized philosophy
(cid:84)(cid:74)(cid:72)(cid:79)(cid:74)(cid:273)(cid:68)(cid:66)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:74)(cid:84)(cid:78)(cid:74)(cid:68)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:91)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:15)(cid:1)(cid:36)(cid:86)(cid:83)(cid:83)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:77)(cid:90)(cid:13)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:77)(cid:69)(cid:1) of early warning is adopted, meaning that there is a continuous
have some form of earthquake early warning system (EEWS) telemetry of data between IERREWS stations and the main
either in operation or under development (e.g., Taiwan: Wu data center, where the alarm is decided. Transmission is real-
(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1) (cid:53)(cid:70)(cid:79)(cid:72)(cid:1) (cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:19)(cid:28)(cid:1) (cid:43)(cid:66)(cid:81)(cid:66)(cid:79)(cid:27)(cid:1) (cid:41)(cid:80)(cid:83)(cid:74)(cid:86)(cid:68)(cid:73)(cid:74)(cid:1)(cid:70)(cid:85)(cid:1) (cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1) (cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:22)(cid:28)(cid:1) (cid:36)(cid:66)(cid:77)(cid:74)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:79)(cid:74)(cid:66)(cid:27)(cid:1) ized through the use of a digital spread spectrum radio modem
system involving repeater stations.
1. Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum, In contrast to such systems, the network envisaged in this
Potsdam, Germany paper is a new approach for early warning that has its origin in
(cid:19)(cid:15)(cid:1) (cid:37)(cid:70)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:36)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:86)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:52)(cid:68)(cid:74)(cid:70)(cid:79)(cid:68)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:41)(cid:86)(cid:78)(cid:67)(cid:80)(cid:77)(cid:69)(cid:85)(cid:14)(cid:54)(cid:79)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:197)(cid:85)(cid:1)(cid:91)(cid:86)(cid:1)(cid:35)(cid:70)(cid:83)(cid:77)(cid:74)(cid:79)(cid:13)(cid:1) the vision of providing to the wider community a low-cost sys-
Berlin, Germany tem relying on modern wireless technology (Figure 1B). This
(cid:20)(cid:15)(cid:1) (cid:38)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:73)(cid:82)(cid:86)(cid:66)(cid:76)(cid:70)(cid:1)(cid:38)(cid:79)(cid:72)(cid:74)(cid:79)(cid:70)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:37)(cid:70)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:13)(cid:1)(cid:44)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:74)(cid:77)(cid:77)(cid:74)(cid:1)(cid:48)(cid:67)(cid:84)(cid:70)(cid:83)(cid:87)(cid:66)(cid:85)(cid:80)(cid:83)(cid:90)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)
system, termed the Self-organizing Seismic Early Warning
Earthquake Research Institute, Bogaziçi University, Istanbul,
Information Network (SOSEWIN), will be characterized by
Turkey
the following features:
(cid:21)(cid:15)(cid:1) (cid:37)(cid:70)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:52)(cid:81)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:52)(cid:68)(cid:74)(cid:70)(cid:79)(cid:68)(cid:70)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:36)(cid:86)(cid:83)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:54)(cid:79)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:53)(cid:70)(cid:68)(cid:73)(cid:79)(cid:80)(cid:77)(cid:80)(cid:72)(cid:90)(cid:13)(cid:1)
(cid:114)(cid:1) Each seismological sensing unit or sensing node (SN) is
Perth, Western Australia, Australia
(cid:22)(cid:15)(cid:1) (cid:39)(cid:66)(cid:68)(cid:86)(cid:77)(cid:85)(cid:90)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:38)(cid:79)(cid:72)(cid:74)(cid:79)(cid:70)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:13)(cid:1)(cid:42)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:79)(cid:67)(cid:86)(cid:77)(cid:1)(cid:54)(cid:79)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:13)(cid:1)(cid:42)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:79)(cid:67)(cid:86)(cid:77)(cid:13)(cid:1)(cid:53)(cid:86)(cid:83)(cid:76)(cid:70)(cid:90) made of low-cost “off-the-shelf” components, with each
unit initially costing several hundred euros, in contrast to
The SAFER and EDIM working groups developing the sensing node thousands to tens of thousands for standard seismological
(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:80)(cid:81)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:48)(cid:52)(cid:38)(cid:56)(cid:42)(cid:47)(cid:1)(cid:85)(cid:70)(cid:84)(cid:85)(cid:14)(cid:67)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:43)(cid:15)(cid:1)(cid:59)(cid:84)(cid:68)(cid:73)(cid:66)(cid:86)(cid:13)(cid:1)(cid:36)(cid:15)(cid:1) stations.
(cid:46)(cid:74)(cid:77)(cid:76)(cid:70)(cid:83)(cid:70)(cid:74)(cid:85)(cid:13)(cid:1)(cid:46)(cid:15)(cid:1)(cid:49)(cid:74)(cid:68)(cid:80)(cid:91)(cid:91)(cid:74)(cid:13)(cid:1)(cid:44)(cid:15)(cid:1)(cid:39)(cid:77)(cid:70)(cid:78)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:13)(cid:1)(cid:42)(cid:15)(cid:1)(cid:55)(cid:70)(cid:74)(cid:85)(cid:13)(cid:1)(cid:44)(cid:15)(cid:14)(cid:41)(cid:15)(cid:1)(cid:43)(cid:197)(cid:68)(cid:76)(cid:70)(cid:77)(cid:13)(cid:1)(cid:46)(cid:15)(cid:1)(cid:41)(cid:213)(cid:79)(cid:74)(cid:72)(cid:13)(cid:1)(cid:43)(cid:15)(cid:1) (cid:114)(cid:1) Each SN undertakes its own, onsite seismological data pro-
Nachtigall, and H. Woith (Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches cessing, preliminary analysis, archiving, and communica-
(cid:40)(cid:70)(cid:80)(cid:39)(cid:80)(cid:83)(cid:84)(cid:68)(cid:73)(cid:86)(cid:79)(cid:72)(cid:84)(cid:59)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:83)(cid:86)(cid:78)(cid:13)(cid:1)(cid:40)(cid:70)(cid:83)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:90)(cid:10)(cid:28)(cid:1)(cid:43)(cid:15)(cid:1)(cid:39)(cid:74)(cid:84)(cid:68)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:43)(cid:15)(cid:1)(cid:49)(cid:15)(cid:1)(cid:51)(cid:70)(cid:69)(cid:77)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:13)(cid:1)(cid:35)(cid:15)(cid:1)(cid:45)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:85)(cid:67)(cid:77)(cid:66)(cid:86)(cid:13)(cid:1) tion of data as well as early warning messages. Moreover,
(cid:39)(cid:15)(cid:1)(cid:44)(cid:219)(cid:73)(cid:79)(cid:77)(cid:70)(cid:79)(cid:91)(cid:13)(cid:1)(cid:44)(cid:15)(cid:1)(cid:34)(cid:73)(cid:83)(cid:70)(cid:79)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:42)(cid:15)(cid:1)(cid:38)(cid:87)(cid:70)(cid:84)(cid:77)(cid:66)(cid:72)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:52)(cid:15)(cid:1)(cid:41)(cid:70)(cid:72)(cid:77)(cid:78)(cid:70)(cid:74)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:9)(cid:37)(cid:70)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1) each SN will also have the capacity to measure other envi-
(cid:42)(cid:79)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:78)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:68)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:41)(cid:86)(cid:78)(cid:67)(cid:80)(cid:77)(cid:69)(cid:85)(cid:1)(cid:54)(cid:79)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:1)(cid:35)(cid:70)(cid:83)(cid:77)(cid:74)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:40)(cid:70)(cid:83)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:90)(cid:10)(cid:28)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:46)(cid:15)(cid:1)(cid:38)(cid:83)(cid:69)(cid:74)(cid:76)(cid:13)(cid:1)(cid:36)(cid:15)(cid:1) ronmental parameters (e.g., noise, temperature, etc.).
Zulfikar, O. Özel, N. Kafadar (Earthquake Engineering Department, (cid:114)(cid:1) The reduced sensitivity of the SNs compared to standard
Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute, Bogaziçi instruments (due to the use of lower-cost components)
University, Istanbul, Turkey). will be compensated for by the network’s density, which in
doi: 10.1785/gssrl.80.5.755 Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009 755
(A)
(B)
! Figure 1. How the SOSEWIN system compares with a standard network (in this case, the IERREWS, Istanbul). (A) A standard
network consists of a relatively low number of stations that are linked to a central processing center, either directly or via another
“gateway” station. (B) SOSEWIN, by contrast, will not require a centralized center, with the alerts being propagated throughout the
system following an event’s verification. The SOSEWIN nodes may also be part of a public warning system (blue boxes) or owned by
members of the general public (yellow boxes).
756 Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009
(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:71)(cid:86)(cid:85)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:70)(cid:68)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:79)(cid:86)(cid:78)(cid:67)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:73)(cid:86)(cid:79)(cid:69)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:80)(cid:86)(cid:84)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:84)(cid:1) the alarm/alert chain, the planned organizational and routing
of units over areas served currently by the order of tens of protocols, and the data archiving. We then outline the initial
standard stations. test deployment of SOSEWIN, which consists of a network of
(cid:114)(cid:1) SOSEWIN will be a decentralized, self-organizing ad-hoc 20 SNs in the Ataköy district of Istanbul, Turkey. We conclude
wireless mesh network (WMN). with a discussion of this network’s wireless communication
(cid:114)(cid:1) The early-warning decision-making is carried out within (cid:81)(cid:70)(cid:83)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:68)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:80)(cid:81)(cid:80)(cid:84)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:89)(cid:85)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:81)(cid:84)(cid:15)
the WMN of sensing units, taking advantage of their
communication capability and the design of suitable GENERAL ORGANIZATION
alarming processes. Thus, the alarming itself can be done
both inside the network (i.e., flooding the alarm to every The high instrumental density of a network such as SOSEWIN
node) and outside it (i.e., routing the alarm to the nearest has the advantage of an element of redundancy. However, this
(cid:72)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:88)(cid:66)(cid:90)(cid:1)(cid:79)(cid:80)(cid:69)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:88)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:1)(cid:84)(cid:80)(cid:78)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:66)(cid:69)(cid:78)(cid:74)(cid:79)(cid:74)(cid:84)(cid:85)(cid:83)(cid:66)- raises a number of challenges in how to ensure the most effi-
tive center). cient management of the network, keeping in mind that it is
(cid:114)(cid:1) Its self-organizing capability will allow it to adapt con- a decentralized system. One issue is that by the very nature
tinuously to changing circumstances, e.g., the addition/ of an earthquake early warning system (EEWS), communi-
removal/malfunctioning of nodes, interference in com- cations traffic would be, most of the time, relatively low (i.e.,
munications due to local (and possibly time-varying) “housekeeping,” ensuring that all elements of the network can
phenomena, loss of sections of the network following an be reached and are in contact with those entities that would
earthquake, etc. require the warning). However, if an event occurs, then there
(cid:114)(cid:1) Instruments will also be purchasable by the public. Thus, will be a near instantaneous rise in communications, poten-
SOSEWIN also be able to integrate additional data from tially requiring alerts to be sent to all sensors. Therefore, the
private persons. most efficient means of communicating the warning, while
(cid:114)(cid:1) For rapid response purposes during the post-event period, at the same time verifying the event, must be employed. For
the much higher instrumental density of SOSEWIN these reasons, the general arrangement of SOSEWIN is char-
means tools such as ShakeMap (Wald (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15) 2006) can rely acterized by a two-level hierarchical architecture consisting of
more on real data and less on interpolation schemes. an upper application layer and a lower communication layer
Although wireless seismic networks have been proposed for (Figure 2).
high-density data acquisition (e.g., Savazzi and Spagnolini The lowest level of the application layer is made up of SNs
(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:25)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:77)(cid:80)(cid:88)(cid:70)(cid:83)(cid:14)(cid:68)(cid:80)(cid:84)(cid:85)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:83)(cid:70)(cid:77)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:14)(cid:77)(cid:74)(cid:79)(cid:76)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:78)(cid:70)(cid:85)(cid:73)(cid:80)(cid:69)(cid:80)(cid:77)(cid:80)(cid:72)(cid:74)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1) (cid:85)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:69)(cid:74)(cid:87)(cid:74)(cid:69)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:72)(cid:83)(cid:80)(cid:86)(cid:81)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:78)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:15)(cid:1)(cid:36)(cid:77)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)
deployed with some degree of self organization (e.g.(cid:13)(cid:1)(cid:56)(cid:74)(cid:45)(cid:52)(cid:80)(cid:47)(cid:13)(cid:1) fundamental organizational unit of SOSEWIN, and each of
(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:105)(cid:88)(cid:74)(cid:83)(cid:70)(cid:77)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:77)(cid:90)(cid:1)(cid:77)(cid:74)(cid:79)(cid:76)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:74)(cid:84)(cid:78)(cid:80)(cid:77)(cid:80)(cid:72)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:117)(cid:28)(cid:1)(cid:41)(cid:86)(cid:84)(cid:76)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15) (cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:78)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:73)(cid:70)(cid:66)(cid:69)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:67)(cid:90)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:84)(cid:80)(cid:14)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:77)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:77)(cid:70)(cid:66)(cid:69)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:79)(cid:80)(cid:69)(cid:70)(cid:1)(cid:9)(cid:45)(cid:47)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)
(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:25)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:52)(cid:48)(cid:52)(cid:38)(cid:56)(cid:42)(cid:47)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:77)(cid:74)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:273)(cid:83)(cid:84)(cid:85)(cid:1)(cid:84)(cid:86)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:1) effectively the same unit as the SNs, but while they have the
employed for early warning, although wireless networks have same hardware, they temporarily carry out the roles of coor-
been incorporated into other strong-motion networks for dination and decision. The aim of this sublayer is to regulate
earthquake mitigation purposes (e.g., Evans (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:22)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:42)(cid:79)(cid:1) the activities of the SNs within their clusters, based on crite-
addition, other low-cost seismometers, e.g., the “home seis- ria specified for the cluster as a whole (e.g., the number of SNs
mometer” of Horiuchi (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15) (2009), are being considered to that lead to a group alarm) and the individual SNs (e.g., event
(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:74)(cid:84)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:70)(cid:66)(cid:83)(cid:77)(cid:90)(cid:1)(cid:88)(cid:66)(cid:83)(cid:79)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:84)(cid:15) trigger thresholds). Each SN within a cluster communicates
The development of SOSEWIN focuses on two points. general “housekeeping/status” information, ground motion
The first is the design of the low-cost SNs themselves, while (cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:66)(cid:78)(cid:70)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:66)(cid:83)(cid:78)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:15)(cid:1)(cid:56)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:77)(cid:80)(cid:79)(cid:72)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)
the second is its self-organizing, decentralized character. The (cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:79)(cid:80)(cid:69)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:83)(cid:87)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:77)(cid:77)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:273)(cid:79)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:67)(cid:90)(cid:1)
originality of both these aspects of SOSEWIN will distinguish a clustering algorithm where the main constraint is to main-
this network from more traditional types. Since SOSEWIN is tain the optimal communications capability, as defined by the
concerned only with larger, potentially damaging events, the wireless metric parameter (WMP, see below). By this, we mean
(cid:77)(cid:80)(cid:88)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:79)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:87)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:70)(cid:68)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:71)(cid:83)(cid:80)(cid:78)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:1) that each SN is able to communicate in the fastest way (e.g.,
commercial instruments is not a significant concern. Moreover, minimizing the number of steps a given message must make
we wish to state immediately that SOSEWIN is not meant to from node to node, termed K-hops) with the least interference
(cid:83)(cid:70)(cid:81)(cid:77)(cid:66)(cid:68)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:74)(cid:84)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:67)(cid:86)(cid:85)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:78)(cid:15) (cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:1)(cid:77)(cid:80)(cid:84)(cid:84)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:77)(cid:74)(cid:76)(cid:70)(cid:88)(cid:74)(cid:84)(cid:70)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:78)(cid:86)-
This work describes the current state of the development of (cid:79)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:74)(cid:72)(cid:73)(cid:67)(cid:80)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:84)(cid:15)(cid:1)(cid:48)(cid:79)(cid:70)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:85)(cid:83)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:70)(cid:79)(cid:1)
(cid:52)(cid:48)(cid:52)(cid:38)(cid:56)(cid:42)(cid:47)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:88)(cid:70)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:70)(cid:68)(cid:85)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:85)(cid:83)(cid:74)(cid:67)(cid:86)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:70)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:73)- decided upon is that an SN within a cluster is at the most two
(cid:82)(cid:86)(cid:66)(cid:76)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:66)(cid:83)(cid:77)(cid:90)(cid:1)(cid:88)(cid:66)(cid:83)(cid:79)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:9)(cid:38)(cid:38)(cid:56)(cid:10)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:89)(cid:85)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:68)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:84)(cid:68)(cid:83)(cid:74)(cid:67)(cid:70)(cid:84)(cid:1) (cid:44)(cid:14)(cid:73)(cid:80)(cid:81)(cid:84)(cid:1)(cid:71)(cid:83)(cid:80)(cid:78)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:73)(cid:74)(cid:72)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:84)(cid:86)(cid:67)(cid:77)(cid:66)(cid:90)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:81)(cid:81)(cid:77)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:77)(cid:66)(cid:90)(cid:70)(cid:83)(cid:1)
the general organization of SOSEWIN, including a descrip- (cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:68)(cid:83)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:80)(cid:79)(cid:70)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:78)(cid:84)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:69)(cid:74)(cid:84)(cid:85)(cid:83)(cid:74)(cid:67)(cid:86)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:66)(cid:83)(cid:78)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:78)(cid:80)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:84)(cid:1)
tion of the different types of units that are being developed to and issuing them to end users, which also, naturally, requires
form a future operational system. This is followed by sections the use of highly efficient communications protocols. This layer
outlining the hardware that makes up the individual seismo- in turn may, as the number of nodes increases, be structured
logical sensing units, the network’s seismological processing, (cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:66)(cid:69)(cid:69)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:84)(cid:86)(cid:67)(cid:77)(cid:66)(cid:90)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:28)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:66)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:1)(cid:78)(cid:74)(cid:72)(cid:73)(cid:85)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:68)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:66)(cid:83)(cid:90)(cid:1)
Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009 757
! Figure 2. The general organization of SOSEWIN. The wireless metric parameter is a measure of the communications efficiency
of the network. Note the subdivision of the network into clusters (solid boundary in the application layers, dashed boundary in the
communication layer). The applications layer may also be divided into sublayers as the number of nodes increases. The sensors may
be distributed individually or as a series within a building (right-hand cartoon from the lower application layer). While the system is
decentralized, gateways will still be required to communicate alerts and other information to outside the network.
to define a “leader of leading nodes” layer. Finally, there is a of an earthquake having occurred cannot alter their communi-
communication layer, where the clustering organization will cations arrangement.
operate and there is peer-to-peer communications between the (cid:42)(cid:85)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:81)(cid:77)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:1)(cid:71)(cid:83)(cid:80)(cid:78)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:83)(cid:70)(cid:66)(cid:69)(cid:90)(cid:1)(cid:69)(cid:74)(cid:84)-
nodes. In other words, in this layer, there is not a role distinc- cussed, several other types of seismological sensing units (Table
tion among the nodes, and the routing of data and warning 1) will be added to SOSEWIN to broaden its operational
messages toward a target are regulated by a dedicated protocol. capacity. In particular, the main nodes (MN) and gateways
As currently planned, the distances involved are of the (GN) are SNs with additional capability. In the case of the
(cid:80)(cid:83)(cid:69)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:22)(cid:17)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:1)(cid:78)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:70)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:77)(cid:70)(cid:66)(cid:69)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:1) MN, this will involve more computing power and data storage
(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:18)(cid:13)(cid:17)(cid:17)(cid:17)(cid:1)(cid:78)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:70)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:74)(cid:72)(cid:73)(cid:67)(cid:80)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:72)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:1) capacity, while for the GN, this involves additional communi-
K-hop constraint). While geometrical/seismological con- cations hardware, e.g., Internet connections, satellite phones,
(cid:84)(cid:85)(cid:83)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:84)(cid:73)(cid:66)(cid:81)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:85)(cid:70)(cid:79)(cid:84)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:70)(cid:66)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:79)(cid:86)(cid:78)(cid:67)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1) etc. However, if circumstances require it, MNs and GNs may
SNs within a cluster, etc.) are also used as organizational cri- (cid:84)(cid:70)(cid:83)(cid:87)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:84)(cid:15)(cid:1)(cid:34)(cid:79)(cid:80)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:85)(cid:90)(cid:81)(cid:70)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:79)(cid:80)(cid:69)(cid:70)(cid:1)(cid:9)(cid:38)(cid:47)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:13)(cid:1)
teria, they are secondary to optimizing the communications. while possibly a seismic station of some sort, is not actually
When necessary, the clustering algorithm will reorganize part of SOSEWIN but is in communication with SOSEWIN.
the network to ensure the optimal communications capacity. One may therefore think of the GN as being an SN that com-
(cid:259)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:81)(cid:81)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:70)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:66)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:77)(cid:71)(cid:86)(cid:79)(cid:68)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1) municates with an entity outside the network, such as a pro-
(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:56)(cid:46)(cid:49)(cid:1)(cid:69)(cid:83)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:80)(cid:67)(cid:85)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:1) cessing center, on the terms of that entity (e.g., via the Internet
(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:74)(cid:78)(cid:81)(cid:83)(cid:80)(cid:87)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:273)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:74)(cid:71)(cid:13)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:66)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:69)(cid:69)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:1) or another wireless system), while the EN is an entity that
nodes are added. However, it is (cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:74)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(and an imposed con- communicates with SOSEWIN from outside the system on
dition) that the cluster configuration does not change when an SOSEWIN’s terms, or it may be the entity communicated to
event has been detected, or rather, those clusters that are aware by the GN. Finally, there are temporary nodes (TN), which
758 Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009
TABLE 1
The Different Seismological Sensing Unit Types That Will Make up a Future Operational SOSEWIN
Sensing Node (SN) The primary unit of the network. Monitors ground motion, undertakes data analysis and event detec-
tion, and communicates with its leading node (LN).
Leading Node (LN) Is the leader of a group or cluster of SNs. An SN is nominated as an LN based first on communications
efficiency criteria and second on seismological and geometrical considerations.
Main Node (MN) An enhanced sensing unit (i.e., has more computing power and storage capacity).
Routing Node (RN) Only retransmits signals to extend the range of the network and is able to choose a route for the most
effective communications. Has no sensors.
Temporary Node (TN) Is mainly for access to the network (e.g., a field laptop) to obtain additional seismological data.
External Node (EN) Is only in communication with our network (e.g., classical station, processing center).
Gateway (GN) Is an SN with extra components for communicating outside the network, for example with the Internet
or other networks or processing centers, e.g., via satellite.
would usually take the form of a laptop connected to any node nent accelerometers and the environmental sensor, a GPS unit
that belongs to the network (and is in wireless communications that provides time and geographical coordinates, and a USB
range). For a certain time period, the TN therefore becomes (cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:71)(cid:66)(cid:68)(cid:70)(cid:1)(cid:9)(cid:39)(cid:74)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:20)(cid:36)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:34)(cid:37)(cid:36)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:83)(cid:70)(cid:84)(cid:80)(cid:77)(cid:86)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:19)(cid:21)(cid:1)(cid:67)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:13)(cid:1)
part of SOSEWIN and is able to query and manage all nodes. effectively providing a resolution of 19 bits. The sample rate
(cid:52)(cid:86)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:86)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:88)(cid:80)(cid:86)(cid:77)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:84)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:66)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:69)(cid:86)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:72)(cid:70)(cid:79)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)- (cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:87)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:66)(cid:67)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:70)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:22)(cid:17)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:21)(cid:17)(cid:17)(cid:1)(cid:84)(cid:66)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:81)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:9)(cid:84)(cid:81)(cid:84)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)
work maintenance or after an event when waveform data are 100 sps currently used. The USB chip combines the readings
being transferred from the nodes to a laptop for future, more (cid:71)(cid:83)(cid:80)(cid:78)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:34)(cid:37)(cid:36)(cid:1)(cid:86)(cid:79)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:40)(cid:49)(cid:52)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:87)(cid:74)(cid:68)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:79)(cid:69)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:78)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)
detailed analysis. It should also be noted that, assuming that two streams (one for the sensor data, one for the GPS) to the
node’s wireless communications are still operational, the TN WRAP board.
will be able to download the required waveform data remotely The sensor data record consists of the four digitized sensor
without visiting the actual site, thus allowing the safe retrieval channel readings, a sample counter, a special start byte (which
of data from damaged buildings. also identifies the first sample in every second, synchronized
(cid:67)(cid:90)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:40)(cid:49)(cid:52)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:87)(cid:74)(cid:68)(cid:70)(cid:10)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:36)(cid:51)(cid:36)(cid:14)(cid:25)(cid:1)(cid:68)(cid:73)(cid:70)(cid:68)(cid:76)(cid:84)(cid:86)(cid:78)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:40)(cid:49)(cid:52)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:87)(cid:74)(cid:68)(cid:70)(cid:1)
SN’S HARDWARE AND SOFTWARE (cid:68)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:80)(cid:86)(cid:85)(cid:81)(cid:86)(cid:85)(cid:1)(cid:47)(cid:46)(cid:38)(cid:34)(cid:14)(cid:17)(cid:18)(cid:25)(cid:20)(cid:1)(cid:9)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:47)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:46)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:70)(cid:1)
(cid:38)(cid:77)(cid:70)(cid:68)(cid:85)(cid:83)(cid:80)(cid:79)(cid:74)(cid:68)(cid:84)(cid:1)(cid:34)(cid:84)(cid:84)(cid:80)(cid:68)(cid:74)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:34)(cid:52)(cid:36)(cid:42)(cid:42)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:78)(cid:66)(cid:85)(cid:10)(cid:1)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:52)(cid:74)(cid:51)(cid:39)(cid:1)(cid:67)(cid:74)(cid:79)(cid:66)(cid:83)(cid:90)(cid:1)
(cid:39)(cid:74)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:20)(cid:1)(cid:80)(cid:86)(cid:85)(cid:77)(cid:74)(cid:79)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:80)(cid:79)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:84)(cid:80)(cid:78)(cid:70)(cid:1) format (SiRF Technology Inc, http://www.sirf.com). While
technical details listed in Table 2. The SN is divided into three ideally all SNs should have GPS, some may not be able to use
parts, namely: (cid:74)(cid:85)(cid:13)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:66)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:77)(cid:77)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:67)(cid:66)(cid:84)(cid:70)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:67)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:84)(cid:1)(cid:86)(cid:81)(cid:1)
(cid:114)(cid:1) (cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:79)(cid:84)(cid:80)(cid:83)(cid:84)(cid:28) one of the difficulties in designing SOSEWIN: the sometimes
(cid:114)(cid:1) (cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:69)(cid:74)(cid:72)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:91)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:67)(cid:80)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:28) incompatible requirement for good coupling between the sen-
(cid:114)(cid:1) The wireless router applications platform (WRAP) board. sor and the ground for accurate ground motion measurements,
(cid:34)(cid:77)(cid:77)(cid:1) (cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:80)(cid:79)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:84)(cid:1) (cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1) (cid:67)(cid:80)(cid:86)(cid:72)(cid:73)(cid:85)(cid:1) (cid:80)(cid:264)(cid:14)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:14)(cid:84)(cid:73)(cid:70)(cid:77)(cid:71)(cid:13)(cid:1) (cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1) (cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1) (cid:70)(cid:89)(cid:68)(cid:70)(cid:81)- and access to clear communications. Hence, there will be pro-
tion of the digitizer board’s analog-digital converters cedures whereby an SN without GPS timing will be able to
(cid:9)(cid:34)(cid:37)(cid:36)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:87)(cid:70)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:77)(cid:80)(cid:81)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:37)(cid:70)(cid:86)(cid:85)(cid:84)(cid:68)(cid:73)(cid:70)(cid:84)(cid:1) synchronize itself with one that does, e.g., the basement SN can
(cid:40)(cid:70)(cid:80)(cid:39)(cid:80)(cid:83)(cid:84)(cid:68)(cid:73)(cid:86)(cid:79)(cid:72)(cid:84)(cid:59)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:83)(cid:86)(cid:78)(cid:1) (cid:9)(cid:40)(cid:70)(cid:83)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:1) (cid:51)(cid:70)(cid:84)(cid:70)(cid:66)(cid:83)(cid:68)(cid:73)(cid:1) (cid:36)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:1) (cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1) synchronize itself with a unit on the roof.
(cid:40)(cid:70)(cid:80)(cid:84)(cid:68)(cid:74)(cid:70)(cid:79)(cid:68)(cid:70)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:40)(cid:39)(cid:59)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:77)(cid:70)(cid:66)(cid:69)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:78)(cid:86)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:77)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:70)(cid:79)- (cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:56)(cid:51)(cid:34)(cid:49)(cid:1)(cid:67)(cid:80)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:1)(cid:86)(cid:84)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:20)(cid:19)(cid:14)(cid:67)(cid:74)(cid:85)(cid:1)(cid:89)(cid:25)(cid:23)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:80)(cid:68)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:19)(cid:20)(cid:20)(cid:2369)(cid:46)(cid:41)(cid:91)(cid:13)(cid:1)
sive (about 600 euros per unit) than standard seismometers. (cid:72)(cid:70)(cid:79)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:77)(cid:77)(cid:90)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:66)(cid:67)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:81)(cid:70)(cid:83)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:68)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:68)(cid:77)(cid:66)(cid:84)(cid:84)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:21)(cid:25)(cid:23)(cid:70)(cid:83)(cid:1)
The sensors include three accelerometers arranged to pro- (cid:36)(cid:49)(cid:54)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:70)(cid:78)(cid:67)(cid:70)(cid:69)(cid:69)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:49)(cid:36)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:19)(cid:23)(cid:23)(cid:14)(cid:46)(cid:41)(cid:91)(cid:1)(cid:36)(cid:49)(cid:54)(cid:1)(cid:83)(cid:86)(cid:79)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)
vide three-component (X, Y, and Z) data and an additional (cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:86)(cid:89)(cid:1)(cid:48)(cid:81)(cid:70)(cid:79)(cid:56)(cid:51)(cid:53)(cid:1)(cid:80)(cid:81)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:84)(cid:90)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:78)(cid:15)(cid:1)(cid:42)(cid:85)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:83)(cid:70)(cid:70)(cid:1)(cid:83)(cid:80)(cid:77)(cid:70)(cid:84)(cid:27)(cid:1)(cid:9)(cid:18)(cid:10)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:66)(cid:77)-
sensor to measure an environmental parameter, such as noise, (cid:90)(cid:84)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:13)(cid:1)(cid:9)(cid:19)(cid:10)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:80)(cid:83)(cid:66)(cid:72)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:9)(cid:20)(cid:10)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:78)(cid:86)(cid:79)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:1)
temperature, water pressure, etc. The accelerometers are based of both raw data and computed parameters. There is one slot for
on MEMS (micro-electromechanical systems) sensors, which (cid:66)(cid:1)(cid:36)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:66)(cid:68)(cid:85)(cid:39)(cid:77)(cid:66)(cid:84)(cid:73)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:66)(cid:68)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:1)(cid:69)(cid:74)(cid:84)(cid:76)(cid:1)(cid:9)(cid:68)(cid:86)(cid:83)(cid:83)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:77)(cid:90)(cid:1)(cid:19)(cid:1)
were originally designed to serve as controllers for automo- (cid:40)(cid:35)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:84)(cid:74)(cid:91)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:67)(cid:86)(cid:85)(cid:1)(cid:70)(cid:66)(cid:84)(cid:74)(cid:77)(cid:90)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:68)(cid:83)(cid:70)(cid:66)(cid:84)(cid:70)(cid:69)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:1)(cid:81)(cid:80)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:56)(cid:45)(cid:34)(cid:47)(cid:1)
bile air bag safety units but have also been successfully incor- (cid:9)(cid:88)(cid:74)(cid:83)(cid:70)(cid:77)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:1)(cid:77)(cid:80)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:66)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:13)(cid:1)(cid:19)(cid:15)(cid:21)(cid:1)(cid:40)(cid:41)(cid:91)(cid:1)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:22)(cid:1)(cid:40)(cid:41)(cid:91)(cid:10)(cid:1)(cid:46)(cid:74)(cid:79)(cid:74)(cid:1)(cid:49)(cid:36)(cid:42)(cid:1)
(cid:81)(cid:80)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:87)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:80)(cid:86)(cid:84)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:74)(cid:84)(cid:78)(cid:74)(cid:68)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:41)(cid:80)(cid:77)(cid:77)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:20)(cid:28)(cid:1)(cid:38)(cid:87)(cid:66)(cid:79)(cid:84)(cid:1) cards. In addition, it has a power supply plug, two USB connec-
(cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:22)(cid:28)(cid:1)(cid:56)(cid:86)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:44)(cid:66)(cid:79)(cid:66)(cid:78)(cid:80)(cid:83)(cid:74)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:25)(cid:10)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:80)(cid:81)(cid:80)(cid:84)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:1) tors, a serial port, and 100 MBit/s Ethernet. Supplying power
(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:77)(cid:80)(cid:74)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:80)(cid:74)(cid:77)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:72)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:77)(cid:80)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:9)e.g., Hons (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:25)(cid:10)(cid:15)(cid:1) to the WRAP board over the Ethernet interface using PoE
(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:86)(cid:79)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:86)(cid:84)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:87)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:78)(cid:70)(cid:66)(cid:84)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:83)(cid:66)(cid:79)(cid:72)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:153)(cid:1)(cid:18)(cid:15)(cid:24)(cid:1)(cid:72)(cid:13)(cid:1) (power over Ethernet) is also possible. All boards are installed
(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:67)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:88)(cid:74)(cid:69)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:19)(cid:22)(cid:1)(cid:41)(cid:91)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:79)(cid:80)(cid:74)(cid:84)(cid:70)(cid:1)(cid:77)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:77)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:17)(cid:15)(cid:22)(cid:1)(cid:78)(cid:72)(cid:15) in waterproof outdoor metal cases. Omni-directional dual-
The digitizer board for the SN prototype consists of four (cid:67)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:85)(cid:70)(cid:79)(cid:79)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:72)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:22)(cid:1)(cid:69)(cid:35)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:80)(cid:86)(cid:79)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:80)(cid:81)(cid:81)(cid:80)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:70)(cid:1)
(cid:66)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:80)(cid:72)(cid:14)(cid:69)(cid:74)(cid:72)(cid:74)(cid:85)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:34)(cid:37)(cid:36)(cid:10)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:84)(cid:66)(cid:78)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:83)(cid:70)(cid:70)(cid:14)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:80)- vertical polarization. The amount of power required by an SN
Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009 759
(A) (B)
(C)
! Figure 3. The prototype sensing node (SN): (A) the complete unit and (B) an internal view. (C) A schematic overview of the architec-
ture of the SN. Technical details of the various components are listed in Table 2.
when all operational activities are being undertaken (recording (cid:46)(cid:74)(cid:79)(cid:74)(cid:14)(cid:52)(cid:38)(cid:38)(cid:37)(cid:1)(cid:81)(cid:66)(cid:68)(cid:76)(cid:70)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:25)(cid:14)(cid:67)(cid:90)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:76)(cid:1)(cid:73)(cid:70)(cid:66)(cid:69)(cid:70)(cid:83)(cid:15)(cid:1)
(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:83)(cid:70)(cid:66)(cid:77)(cid:14)(cid:85)(cid:74)(cid:78)(cid:70)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:78)(cid:86)(cid:79)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:10)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:66)(cid:77)(cid:77)(cid:90)(cid:1) The header contains the packet sequence number, which
(cid:78)(cid:70)(cid:66)(cid:84)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:67)(cid:80)(cid:86)(cid:85)(cid:1)(cid:21)(cid:1)(cid:56)(cid:15) allows the unit to resume transmission where it left off (i.e.,
The software operating on the SN currently consists of the recovering the connection in the event of network errors
following: and the support of non-permanent connections such as
(cid:114)(cid:1) OpenWRT: The operating system for the WRAP boards “dial-up mode”). It has a client-server architecture and is
(http://www.openwrt.org)(cid:1) (cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1) (cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:86)(cid:89)(cid:1) (cid:76)(cid:70)(cid:83)(cid:79)(cid:70)(cid:77)(cid:1) (cid:19)(cid:15)(cid:23)(cid:15)(cid:19)(cid:19)(cid:1) capable of tasks such as data acquisition, data recording,
(cid:9)(cid:53)(cid:80)(cid:83)(cid:87)(cid:66)(cid:77)(cid:69)(cid:84)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:24)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:48)(cid:81)(cid:70)(cid:79)(cid:56)(cid:51)(cid:53)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:80)(cid:81)(cid:70)(cid:79)(cid:14)(cid:84)(cid:80)(cid:86)(cid:83)(cid:68)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:71)(cid:83)(cid:70)(cid:70)(cid:77)(cid:90)(cid:1) monitoring and controlling, real-time communications,
available, and highly configurable distribution. By default, user access, and near real-time data processing. In the SN,
it contains only the minimum that is required to run (cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:76)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:83)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:80)(cid:83)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:67)(cid:86)(cid:264)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:79)-
(cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:86)(cid:89)(cid:13)(cid:1)(cid:84)(cid:80)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:84)(cid:80)(cid:1)(cid:83)(cid:86)(cid:79)(cid:1)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:90)(cid:1)(cid:84)(cid:74)(cid:91)(cid:70)(cid:14)(cid:77)(cid:74)(cid:78)(cid:74)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:84)(cid:90)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:78)(cid:84)(cid:15)(cid:1) (cid:273)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:66)(cid:67)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:74)(cid:91)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:36)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:66)(cid:68)(cid:85)(cid:1)(cid:39)(cid:77)(cid:66)(cid:84)(cid:73)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)
Moreover, it provides an environment for building your ring buffer will be kept for 20 days before it is overwritten.
(cid:80)(cid:88)(cid:79)(cid:1)(cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:86)(cid:89)(cid:1)(cid:69)(cid:74)(cid:84)(cid:85)(cid:83)(cid:74)(cid:67)(cid:86)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:81)(cid:77)(cid:66)(cid:85)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:78)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:69)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1) (cid:42)(cid:71)(cid:1)(cid:78)(cid:80)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:80)(cid:83)(cid:66)(cid:72)(cid:70)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:70)(cid:69)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:77)(cid:66)(cid:83)(cid:72)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:36)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:66)(cid:68)(cid:85)(cid:1)(cid:39)(cid:77)(cid:66)(cid:84)(cid:73)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:79)(cid:1)
(cid:80)(cid:86)(cid:83)(cid:1)(cid:89)(cid:25)(cid:23)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:85)(cid:66)(cid:83)(cid:72)(cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:81)(cid:77)(cid:66)(cid:85)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:78)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:56)(cid:51)(cid:34)(cid:49)(cid:1)(cid:67)(cid:80)(cid:66)(cid:83)(cid:69)(cid:84)(cid:15) be used.
(cid:114)(cid:1) Data-provider: The program that handles the data streams (cid:114)(cid:1) (cid:48)(cid:81)(cid:85)(cid:74)(cid:78)(cid:74)(cid:91)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:77)(cid:74)(cid:79)(cid:76)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:83)(cid:80)(cid:86)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:27)(cid:1)(cid:48)(cid:45)(cid:52)(cid:51)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:85)(cid:66)(cid:67)(cid:77)(cid:70)(cid:14)(cid:69)(cid:83)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:80)-
from the digitizer board and then archives them via active routing protocol currently chosen for the WMN
(cid:52)(cid:70)(cid:74)(cid:84)(cid:36)(cid:80)(cid:78)(cid:49)(cid:16)(cid:52)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:76)(cid:15)(cid:1) (http://www.olsr.org). As a proactive protocol, it peri-
(cid:114)(cid:1) (cid:52)(cid:70)(cid:74)(cid:84)(cid:36)(cid:80)(cid:78)(cid:49)(cid:16)(cid:52)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:76)(cid:27)(cid:1)(cid:34)(cid:1)(cid:84)(cid:80)(cid:277)(cid:88)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:81)(cid:66)(cid:68)(cid:76)(cid:66)(cid:72)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:68)(cid:70)(cid:81)(cid:85)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1) odically assesses and maintains the network topology
near real-time seismic data distribution (http://geofon. by flooding information about its direct neighborhood
gfz-potsdam.de/geofon//seiscomp/seedlink.html) devel- (cid:85)(cid:73)(cid:83)(cid:80)(cid:86)(cid:72)(cid:73)(cid:80)(cid:86)(cid:85)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:80)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:79)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:76)(cid:15)(cid:1)(cid:48)(cid:45)(cid:52)(cid:51)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:80)(cid:87)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)
(cid:80)(cid:81)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:67)(cid:90)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:40)(cid:39)(cid:59)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:45)(cid:74)(cid:79)(cid:76)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:80)(cid:85)(cid:80)(cid:68)(cid:80)(cid:77)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:67)(cid:66)(cid:84)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:53)(cid:36)(cid:49)(cid:1) capable of operating with hundreds of nodes and is widely
(cid:9)(cid:41)(cid:70)(cid:74)(cid:79)(cid:77)(cid:80)(cid:80)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:17)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:78)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:22)(cid:18)(cid:19)(cid:14)(cid:67)(cid:90)(cid:85)(cid:70)(cid:1) accepted by several mesh networking communities, i.e.,
760 Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009
TABLE 2
Technical specifications of the various components that make up the sensing nodes as currently used in SOSEWIN
Accelerometers (MEMS ADXL203 chip)
Bandwidth 25 Hz (up to 2.5 kHz)
Sensitivity 1 V/g
Measurement range ± 1.7 g
Output noise 0.5 mg (rms) at 20 Hz
Digitizer board
Number of channels 4
AD converter resolution/effective resolution 24/19 bits
Input voltage range ± 5V
Input impedance 50kΩ
Bit weight 0.6 μV
Sample rate 50 to 400 sps, standard is 100 sps
Signal bandwidth (-3dB) 20 Hz
Stop bandwidth attenuation > 80dB at 80 Hz or higher
Analogue anti-alias filter 2nd-order 30-Hz low-pass Butterworth
Timing GPS NMEA messages and PPS
Timing accuracy ± 5 msec at 100 sps
Digital output USB (2x virtual com-port, 115 kBaud data/4800 baud GPS)
Temperature range -20° to +70°C
Power supply +5V (USB) or 9 to 18 V (on board DC/DC converter)
Power consumption 50 mA at 5V plus 70MA at 5 V for the GPS module
WRAP board
CPU 233 MHz AMD Geode SC1100 (486er core)
DRAM (dynamic random access memory) 128 MB SDRAM ( synchronous dynamic random access memory)
Operating system
Storage CompactFlash card, currently 2 GB
Power consumption 3 to 5 W at 12 V DC (excluding miniPCI cards)
Safety features Watchdog timer built into the CPU, LM77 thermal monitors
User interface 3 front leds, console I/O redirected to serial port
Possible expansions LPC bus for adding more serial ports, ISA style I/O, GPIO and I2C bus
Connectivity 1 Ethernet channel (National DP83816), 2 miniPCI slots, 1 serial port
BIOS tinyBIOS version 1.11
Freifunk (http://www.freifunk.net) and the Funkfeuer seismological processing proceeds, the data is copied to a ring
(http://www.funkfeuer.at) projects buffer contained on the flashcard (as mentioned before, about
(cid:34)(cid:69)(cid:69)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:69)(cid:66)(cid:83)(cid:90)(cid:1)(cid:84)(cid:80)(cid:277)(cid:88)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:69)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:46)(cid:66)(cid:69)(cid:56)(cid:74)(cid:273)(cid:1)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:17)(cid:15)(cid:26)(cid:15)(cid:20)(cid:1) 20 days’ worth on a 2-GB card). In addition, during the dif-
(http://madwifi.org) as the WiFi driver. MadWifi’s regdomain ferent stages of the seismological analysis (i.e., idle monitoring
(cid:84)(cid:70)(cid:85)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:88)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:68)(cid:73)(cid:66)(cid:79)(cid:72)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:38)(cid:53)(cid:52)(cid:42)(cid:1)(cid:69)(cid:80)(cid:78)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:80)(cid:83)(cid:69)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:80)(cid:67)(cid:85)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:18)(cid:20)(cid:1) status, event detection, event characterization, and summary
(cid:68)(cid:73)(cid:66)(cid:79)(cid:79)(cid:70)(cid:77)(cid:84)(cid:1) (cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1) (cid:25)(cid:17)(cid:19)(cid:15)(cid:18)(cid:18)(cid:67)(cid:16)(cid:72)(cid:1) (cid:9)http://madwifi.org/wiki/UserDocs/ of the recorded ground motion during the event) the SN will
CountryCode). issue within SOSEWIN a variety of short messages (i.e., a few
hundred bytes) containing both seismological and engineering
SEISMOLOGICAL PROCESSING (cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:66)(cid:78)(cid:70)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:53)(cid:66)(cid:67)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:20)(cid:10)(cid:15)
The sequence of the processing undertaken by the SN
SNs are developed with the primary goal of performing real- (cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:273)(cid:77)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:68)(cid:68)(cid:70)(cid:77)(cid:70)(cid:83)(cid:80)(cid:78)(cid:70)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:1)(cid:86)(cid:84)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:21)(cid:85)(cid:73)(cid:14)
(cid:85)(cid:74)(cid:78)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:74)(cid:84)(cid:78)(cid:80)(cid:77)(cid:80)(cid:72)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:90)(cid:84)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:38)(cid:38)(cid:56)(cid:15)(cid:1)(cid:36)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:74)(cid:69)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:66)(cid:83)(cid:77)(cid:90)(cid:1) (cid:80)(cid:83)(cid:69)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:67)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:81)(cid:66)(cid:84)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:17)(cid:15)(cid:17)(cid:24)(cid:22)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:19)(cid:22)(cid:1)(cid:41)(cid:91)(cid:10)(cid:1)(cid:35)(cid:86)(cid:85)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:88)(cid:80)(cid:83)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:273)(cid:77)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:9)e.g., Wu
warning requirement of issuing ground-motion estimates (cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:44)(cid:66)(cid:79)(cid:66)(cid:78)(cid:80)(cid:83)(cid:74)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:22)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:71)(cid:80)(cid:77)(cid:77)(cid:80)(cid:88)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:67)(cid:90)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:70)(cid:72)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:86)(cid:84)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)
as quickly as possible, and the fact that SNs are composed of the recursive formulation of Kanamori (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15) (1999) to provide
low-cost components, the general scheme designed for real- real-time velocity and displacement. During the idle monitoring
time processing involves the local, relatively simple, rapid, stages, messages will be regularly transmitted by the SN to its cor-
(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:83)(cid:80)(cid:67)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:90)(cid:84)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:69)(cid:66)(cid:85)(cid:66)(cid:1)(cid:9)(cid:39)(cid:74)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:21)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:41)(cid:80)(cid:88)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1) (cid:83)(cid:70)(cid:84)(cid:81)(cid:80)(cid:79)(cid:69)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:9)(cid:78)(cid:74)(cid:79)(cid:74)(cid:78)(cid:74)(cid:91)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:83)(cid:66)(cid:267)(cid:68)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:70)(cid:84)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:66)(cid:72)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:77)(cid:77)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:84)(cid:74)(cid:84)(cid:85)(cid:1)
Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009 761
! Figure 4. The general scheme followed for the seismological processing and analysis that is being incorporated into the sensing
nodes of SOSEWIN. Dark gray arrows indicate the continuous analysis of the data stream, while the white arrows show the analysis
steps following the trigger of seismic phases or the end of the event.
of average values for the recorded acceleration, allowing onsite developed by NORSAR (Schweitzer (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:19)(cid:28)(cid:1)(cid:53)(cid:83)(cid:79)(cid:76)(cid:80)(cid:68)(cid:91)(cid:90)(cid:1)(cid:70)(cid:85)(cid:1)
environmental seismic noise characterization, together with (cid:66)(cid:77)(cid:15) 2002), where the SNRP is updated at every data point.
(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:66)(cid:78)(cid:70)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:69)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:73)(cid:70)(cid:66)(cid:77)(cid:85)(cid:73)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:84)(cid:85)(cid:83)(cid:86)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:9)(cid:53)(cid:66)(cid:67)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:20)(cid:10)(cid:15) Immediately after triggering, the SN transmits the P-wave
The most important seismological processing then under- trigger time together with parameters that allow some indi-
taken is the detection of the earthquake’s initial P waves. As cation of the severity of the ground motion, namely the peak
discussed by Wurman (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:9)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:24)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:68)(cid:74)(cid:81)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:83)(cid:74)(cid:72)(cid:72)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:79)(cid:1) ground motion parameters (peak ground acceleration Pa, peak
be performed using any real-time algorithm, under the con- ground velocity Pv, and peak ground displacement Pd) for the
straint that it cannot be done with any method that requires (cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:85)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:81)(cid:80)(cid:79)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:72)(cid:83)(cid:80)(cid:86)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:78)(cid:80)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:9)(cid:39)(cid:74)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:21)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:42)(cid:79)(cid:1)(cid:66)(cid:69)(cid:69)(cid:74)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:13)(cid:1)
data after the trigger itself, since by definition such data is (cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:68)(cid:86)(cid:78)(cid:86)(cid:77)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:1)(cid:66)(cid:67)(cid:84)(cid:80)(cid:77)(cid:86)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:87)(cid:70)(cid:77)(cid:80)(cid:68)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:1)(cid:9)(cid:36)(cid:34)(cid:55)(cid:28)(cid:1)(cid:35)(cid:213)(cid:84)(cid:70)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:23)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:34)(cid:83)(cid:74)(cid:66)(cid:84)(cid:1)
unavailable at the time of the trigger. Therefore, methods such (cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:70)(cid:79)(cid:84)(cid:74)(cid:85)(cid:90)(cid:1)(cid:9)(cid:34)(cid:83)(cid:74)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:18)(cid:26)(cid:24)(cid:17)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:80)(cid:78)(cid:74)(cid:79)(cid:66)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:81)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:80)(cid:69)(cid:1)(cid:9)τ (cid:28)(cid:1)(cid:48)(cid:77)(cid:84)(cid:80)(cid:79)(cid:1)
p
as autoregressive pickers (Sleeman and van Eck 1999) and (cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:34)(cid:77)(cid:77)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:22)(cid:10)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:77)(cid:77)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:68)(cid:86)(cid:77)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:69)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:84)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:70)(cid:84)-
pickers based on wavelet transforms (Zhang (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:20)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1) sages. From the moment of the trigger, all of these parameters
not practical for early warning applications even though they will be continuously determined.
are more precise than a simple short-term/long-term average At the same time, the (cid:52)-wave trigger will be activated.
(cid:9)(cid:52)(cid:53)(cid:34)(cid:16)(cid:45)(cid:53)(cid:34)(cid:10)(cid:1)(cid:78)(cid:70)(cid:85)(cid:73)(cid:80)(cid:69)(cid:15) In practice, this involves the algorithm starting to check the
For this reason, the procedure adopted within SOSEWIN ground motion on the horizontal components for the identi-
(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:53)(cid:34)(cid:16)(cid:45)(cid:53)(cid:34)(cid:1)(cid:78)(cid:70)(cid:85)(cid:73)(cid:80)(cid:69)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:83)(cid:70)(cid:77)(cid:74)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:85)(cid:88)(cid:70)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1) fication of the incoming (cid:52) waves. This operation is carried out
average recorded absolute vertical ground motion component (cid:86)(cid:84)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:53)(cid:34)(cid:1)(cid:87)(cid:66)(cid:77)(cid:86)(cid:70)(cid:1)(cid:71)(cid:83)(cid:80)(cid:91)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:80)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)P-wave trigger
over a short time average window and that for a longer time and the STA computed from that moment using the vector-sum
(cid:66)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:72)(cid:70)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:79)(cid:69)(cid:80)(cid:88)(cid:13)(cid:1)(cid:83)(cid:70)(cid:84)(cid:86)(cid:77)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:53)(cid:34)(cid:16)(cid:45)(cid:53)(cid:34)(cid:1)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:84)(cid:74)(cid:72)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:14)(cid:85)(cid:80)(cid:14)(cid:79)(cid:80)(cid:74)(cid:84)(cid:70)(cid:1) of the horizontal components. Therefore, (cid:52) waves are identified
ratio for P(cid:1)(cid:88)(cid:66)(cid:87)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:52)(cid:47)(cid:51)(cid:49)(cid:28)(cid:1)(cid:52)(cid:68)(cid:73)(cid:88)(cid:70)(cid:74)(cid:85)(cid:91)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:19)(cid:28)(cid:1)(cid:53)(cid:83)(cid:79)(cid:76)(cid:80)(cid:68)(cid:91)(cid:90)(cid:1) in a manner similar to the P waves, when a predefined value
(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:19)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:34)(cid:79)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:86)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:83)(cid:74)(cid:72)(cid:72)(cid:70)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:51)(cid:49)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:68)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:70)- of the signal-to-noise ratio for (cid:52)(cid:1)(cid:88)(cid:66)(cid:87)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:52)(cid:47)(cid:51)(cid:52)(cid:10)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:68)(cid:70)(cid:70)(cid:69)(cid:70)(cid:69)(cid:15)(cid:1)
(cid:69)(cid:70)(cid:273)(cid:79)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:87)(cid:66)(cid:77)(cid:86)(cid:70)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:78)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:70)(cid:85)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:88)(cid:70)(cid:77)(cid:77)(cid:1)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:53)(cid:34)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:45)(cid:53)(cid:34)(cid:1) At this point, the event characterization stage is started with
width, for each station to best suit the local environmental the computation and transmission of the (cid:52)-wave trigger time,
seismic noise conditions. We employ the recursive formulation together with ground motion parameters (i.e., PGA, PGV, and
PGV) continuously determined for the three components of
762 Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009
TABLE 3
Messages Transmitted by an SN during the Different Stages of the Seismological Analysis
SN status Content of the message
Idle SN MAC—address
DateTime from GPS clock
Seismic noise for the three components of motion
Voltage, level of available energy in the battery
4th channel (e.g., volume, temperature, etc.)
Geographical coordinates if there is a position change
Event Detection SN MAC—address
ID event
P-wave trigger time (Pt , in sec.)
0
For the vertical component of ground motion:
P-wave peak ground acceleration (P ) and delay time from Pt .
a 0
P-wave peak ground velocity (P ) and delay time from Pt .
v 0
P-wave peak ground displacement (P ) and delay time from Pt .
d 0
Predominant period
CAV
Arias intensity
Event Characterization SN MAC—address
ID event
P-wave trigger time (Pt , in sec.)
0
S-wave trigger time (St , in sec.)
0
For each component:
S-wave peak ground acceleration (PGA)
S-wave peak ground velocity (PGV)
S-wave peak ground displacement (PGD)
CAV
Arias intensity
Final Report SN MAC—address
ID event
P-wave trigger time (Pt , in sec.)
0
S-wave trigger time (St , in sec.)
0
Expiring time of the event (sec.)
For each component:
PGA, PGV, PGD
CAV
Arias intensity
Acceleration response spectra for the periods 0,1 s, 1 s, and 3 s
(cid:72)(cid:83)(cid:80)(cid:86)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:78)(cid:80)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:9)(cid:39)(cid:74)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:21)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:47)(cid:66)(cid:85)(cid:86)(cid:83)(cid:66)(cid:77)(cid:77)(cid:90)(cid:13)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:83)(cid:70)(cid:82)(cid:86)(cid:74)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:81)(cid:66)(cid:83)(cid:66)(cid:78)(cid:70)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:84)(cid:1) (cid:88)(cid:73)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:68)(cid:66)(cid:77)(cid:68)(cid:86)(cid:77)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:87)(cid:66)(cid:77)(cid:86)(cid:70)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:68)(cid:83)(cid:70)(cid:66)(cid:84)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:22)(cid:6)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:89)(cid:74)(cid:78)(cid:86)(cid:78)(cid:1)
such as the (cid:52)-wave trigger threshold will need to be defined for that had been determined, the event is considered over.
each site, while relations between magnitude and the results of The final actions involve the computation of the accelera-
the characterization calculations will be inferred over time as tion response spectra for some significant periods (i.e., 0.1 s, 1
data is acquired by test SOSEWIN deployments. (cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:20)(cid:1)(cid:84)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:72)(cid:70)(cid:79)(cid:70)(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:273)(cid:77)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:68)(cid:80)(cid:79)(cid:85)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:86)(cid:78)(cid:78)(cid:66)(cid:83)(cid:90)(cid:1)
To know when an earthquake has finished, or rather, when of the peak ground motion values recorded during the event
the most severe ground shaking has ended, we calculate the (PGA, PGV, and PVD). Finally, this information is incorpo-
(cid:70)(cid:79)(cid:70)(cid:83)(cid:72)(cid:90)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:13)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:83)(cid:70)(cid:84)(cid:84)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:70)(cid:72)(cid:83)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:82)(cid:86)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:87)(cid:70)(cid:77)(cid:80)(cid:68)- rated into files (i.e.(cid:13)(cid:1)(cid:105)(cid:39)(cid:74)(cid:79)(cid:66)(cid:77)(cid:1)(cid:51)(cid:70)(cid:81)(cid:80)(cid:83)(cid:85)(cid:117)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:39)(cid:74)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:21)(cid:10)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:80)-
ity (Kanamori (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15) 1999). Because energy is a monotonically duced in a format appropriate for the U.S. Geological Survey
increasing function, it is determined for a defined time interval (USGS) tool ShakeMap (Wald (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15) 2006).
(e.g., 1 second) and then reset to zero. This effectively gives the Finally, while real-time event location is not included in
(cid:83)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:79)(cid:70)(cid:83)(cid:72)(cid:90)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:70)(cid:79)(cid:69)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:72)(cid:83)(cid:80)(cid:86)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:84)(cid:73)(cid:66)(cid:76)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:28)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:70)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:70)(cid:13)(cid:1) the current version of the seismological analysis carried out by
Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009 763
SOSEWIN, we intend to incorporate this in the near future. an earthquake. The SN state machine is strongly related to the
As more stations are triggered, these estimates will have to be seismological activities of the SN, describing an SN’s behav-
continuously updated. ior resulting from variations in the level of ground motion.
(cid:259)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:68)(cid:73)(cid:74)(cid:79)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:13)(cid:1)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:13)(cid:1)(cid:80)(cid:86)(cid:85)(cid:77)(cid:74)(cid:79)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)
ALARM AND ALERTING PROCESS decision-making/alarm-issuing actions that involve, at a higher
level with regard to a single SN, the whole network.
As opposed to other standard early warning systems where the (cid:39)(cid:80)(cid:83)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:1)(cid:9)(cid:39)(cid:74)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:22)(cid:34)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:87)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:80)(cid:86)(cid:84)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:84)(cid:86)(cid:78)(cid:78)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:91)(cid:70)(cid:69)(cid:1)
decision to send an alarm is centralized, that is, the decision as follows:
is made at a main station outside the network, SOSEWIN (cid:114)(cid:1) State SN0 is the default or monitoring state, and involves
employs a decentralized decision-making approach. This means the continuous processing of the accelerometric data, as
that, thanks to its WMN nature, P-wave trigger information outlined earlier.
retrieved by SNs will be compared and analyzed by the SNs (cid:114)(cid:1) State SN1 is the event detection state (arrow A). The SN
themselves, making it possible to rapidly and automatically (cid:68)(cid:80)(cid:78)(cid:78)(cid:86)(cid:79)(cid:74)(cid:68)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:9)(cid:66)(cid:83)(cid:83)(cid:80)(cid:88)(cid:1)(cid:35)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:71)(cid:83)(cid:80)(cid:78)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:81)(cid:80)(cid:74)(cid:79)(cid:85)(cid:1)
make the decision cooperatively within the network about (cid:80)(cid:79)(cid:13)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:68)(cid:73)(cid:66)(cid:83)(cid:66)(cid:68)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:91)(cid:66)(cid:85)(cid:74)(cid:80)(cid:79)(cid:1)(cid:9)(cid:36)(cid:34)(cid:55)(cid:13)(cid:1)(cid:34)(cid:83)(cid:74)(cid:66)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:81)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:80)(cid:78)(cid:74)(cid:79)(cid:66)(cid:79)(cid:85)(cid:1)
whether to issue an alarm. As stated before, because of the period, energy rate, etc.) and (cid:52)-wave detection algorithms
redundancy of information, it is necessary to have the system (cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:83)(cid:85)(cid:15)(cid:1)(cid:41)(cid:80)(cid:88)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:74)(cid:71)(cid:1)(cid:66)(cid:277)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:68)(cid:70)(cid:83)(cid:85)(cid:66)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:74)(cid:78)(cid:70)(cid:1)(cid:9)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:70)(cid:89)(cid:81)(cid:74)(cid:83)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:70)(cid:83)(cid:85)(cid:1)
pass through several levels before the event is considered veri- time, dependent upon the spacing of the SNs) fewer than
fied, i.e., before networkwide alerts are issued, since the issue of (cid:22)(cid:17)(cid:6)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:85)(cid:83)(cid:74)(cid:72)(cid:72)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:71)(cid:80)(cid:83)(cid:78)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)
false and missed alarms is of serious concern to planners and (cid:52)(cid:47)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:83)(cid:70)(cid:85)(cid:86)(cid:83)(cid:79)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:17)(cid:1)(cid:9)(cid:66)(cid:83)(cid:83)(cid:80)(cid:88)(cid:84)(cid:1)(cid:36)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:37)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:259)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:79)(cid:1)
developers of EEWS (e.g. Iglesias (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15)(cid:1)(cid:19)(cid:17)(cid:17)(cid:24)(cid:10)(cid:15) noted by the SN as a false alarm in an event file.
The general scheme of the alerting and alarm process (cid:114)(cid:1) State SN2 is the seismic event characterization state, which
planned for SOSEWIN will consist of four levels. is reached either after SN1 (arrow E) or directly from SN0
(cid:114)(cid:1) Idle, where “all is well,” i.e., sufficiently severe ground (cid:74)(cid:71)(cid:1)(cid:69)(cid:74)(cid:83)(cid:70)(cid:68)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:69)(cid:80)(cid:1)(cid:84)(cid:80)(cid:1)(cid:67)(cid:90)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:9)(cid:66)(cid:83)(cid:83)(cid:80)(cid:88)(cid:1)(cid:39)(cid:10)(cid:15)(cid:1)(cid:34)(cid:77)(cid:85)(cid:73)(cid:80)(cid:86)(cid:72)(cid:73)(cid:1)(cid:70)(cid:87)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)
(cid:84)(cid:73)(cid:66)(cid:76)(cid:74)(cid:79)(cid:72)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:84)(cid:1)(cid:79)(cid:80)(cid:85)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:85)(cid:70)(cid:68)(cid:85)(cid:70)(cid:69)(cid:28) characterization has already started, this state is treated
(cid:114)(cid:1) SN alert, where an individual sensor within a given cluster separately, since in SN1, it is believed that “something (cid:78)(cid:66)(cid:90)
has detected strong enough ground shaking to inform its have happened,” while here “something (cid:73)(cid:66)(cid:84) happened.”
(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:9)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:90)(cid:1)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:71)(cid:66)(cid:68)(cid:85)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:74)(cid:85)(cid:84)(cid:70)(cid:77)(cid:71)(cid:13)(cid:1)(cid:67)(cid:70)(cid:68)(cid:66)(cid:86)(cid:84)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1) (cid:114)(cid:1) (cid:52)(cid:85)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:20)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:69)(cid:74)(cid:84)(cid:66)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:66)(cid:72)(cid:70)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:85)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:13) and is reached
geometry of the clusters, it would most likely be one of the after the event is considered over (arrow G). Activities here
(cid:80)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:10)(cid:28) include creating the peak ground motion files appropriate
(cid:114)(cid:1) (cid:40)(cid:83)(cid:80)(cid:86)(cid:81)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:70)(cid:83)(cid:85)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:88)(cid:74)(cid:85)(cid:73)(cid:74)(cid:79)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:72)(cid:74)(cid:87)(cid:70)(cid:79)(cid:1)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:13)(cid:1)(cid:533)(cid:1)(cid:22)(cid:17)(cid:6)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1) for the ShakeMap tool (Wald (cid:70)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:15) 2006) and event files.
(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:87)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:83)(cid:74)(cid:72)(cid:72)(cid:70)(cid:83)(cid:70)(cid:69)(cid:28) All files (which include information about the SN’s per-
(cid:114)(cid:1) (cid:52)(cid:90)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:78)(cid:1)(cid:66)(cid:77)(cid:70)(cid:83)(cid:85)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:70)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:533)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:83)(cid:70)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:73)(cid:66)(cid:87)(cid:70)(cid:1)(cid:87)(cid:70)(cid:83)(cid:74)(cid:273)(cid:70)(cid:69)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:66)(cid:85)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:1) formance during the event and the associated waveform
event has occurred, with a networkwide alert now issued. data) are then stored on a portion of the ring buffer for
This scheme may be graphically described by the so-called future retrieval and analysis (see below).
(cid:84)(cid:85)(cid:66)(cid:85)(cid:70)(cid:1)(cid:78)(cid:66)(cid:68)(cid:73)(cid:74)(cid:79)(cid:70)(cid:84)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:69)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:84)(cid:1)(cid:9)(cid:39)(cid:74)(cid:72)(cid:86)(cid:83)(cid:70)(cid:1)(cid:22)(cid:10)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:73)(cid:74)(cid:68)(cid:73)(cid:1)(cid:84)(cid:86)(cid:78)- (cid:52)(cid:74)(cid:79)(cid:68)(cid:70)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:83)(cid:80)(cid:77)(cid:70)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:85)(cid:73)(cid:70)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:85)(cid:80)(cid:1)(cid:105)(cid:78)(cid:66)(cid:79)(cid:66)(cid:72)(cid:70)(cid:117)(cid:1)(cid:66)(cid:1)(cid:68)(cid:77)(cid:86)(cid:84)(cid:85)(cid:70)(cid:83)(cid:1)(cid:80)(cid:71)(cid:1)(cid:52)(cid:47)(cid:84)(cid:13)(cid:1)(cid:88)(cid:70)(cid:1)
marize the various stages each unit will pass through during must first emphasize that (cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:45)(cid:47)(cid:1)(cid:74)(cid:84)(cid:1)(cid:84)(cid:85)(cid:74)(cid:77)(cid:77)(cid:1)(cid:66)(cid:79)(cid:1)(cid:52)(cid:47), and, therefore,
(A) (B)
! Figure 5. The state machines of (A) the sensing nodes and (B) leading nodes (see the text for a more detailed explanation of the
various states).
764 Seismological Research Letters Volume 80, Number 5 September/October 2009