BenchEWS-OBS: A Metrological Benchmark for Observation Strategy in Early-Warning Detection

BenchEWS-OBS introduces a reproducible metrological benchmark for evaluating how observation strategy influences the detectability of critical transitions in complex systems.

Unlike conventional benchmark studies, which compare early-warning indicators on fixed time series, BenchEWS-OBS treats the observation strategy itself as the controlled experimental variable while holding the underlying dynamical reference system, transition protocol, and downstream analytics invariant.

The first production benchmark evaluates 150 sampled observation strategies generated from a parameterized Observation Strategy Space. The benchmark reports empirical ROC-AUC distributions, Operational Structural Blindness (OSB), family-level comparisons, reproducibility metadata, and complete provenance for every benchmark run.

BenchEWS-OBS does not propose a new early-warning indicator or a new theory of critical transitions. Its contribution is a reproducible benchmark infrastructure that enables systematic and transparent comparison of observation strategies under controlled conditions.

The repository includes the manuscript, benchmark implementation, production configuration, supplementary material, and reproducibility documentation.

Keywords

BenchEWS-OBS; Early Warning Signals; Critical Transitions; Observation Strategy; Metrology; Benchmark; Reproducibility; Complex Systems; Operational Structural Blindness; ROC-AUC; Scientific Infrastructure; Open Science

🇩🇪 Deutsche Beschreibung

BenchEWS-OBS stellt einen reproduzierbaren metrologischen Benchmark zur Untersuchung des Einflusses von Beobachtungsstrategien auf die Erkennbarkeit kritischer Übergänge in komplexen Systemen vor.

Im Gegensatz zu klassischen Benchmark-Studien, die Frühwarnindikatoren auf vorgegebenen Zeitreihen vergleichen, behandelt BenchEWS-OBS die Beobachtungsstrategie selbst als kontrollierte experimentelle Variable, während Referenzdynamik, Übergangsprotokoll und Auswertungsmethoden konstant gehalten werden.

Der erste Produktionslauf untersucht 150 aus einem parametrierten Observation Strategy Space erzeugte Beobachtungsstrategien. Der Benchmark liefert empirische ROC-AUC-Verteilungen, Bewertungen der Operational Structural Blindness (OSB), Vergleiche zwischen Strategiefamilien sowie vollständige Reproduzierbarkeits- und Provenienzdaten.

BenchEWS-OBS schlägt keinen neuen Frühwarnindikator und keine neue Theorie kritischer Übergänge vor. Der wissenschaftliche Beitrag besteht in einer reproduzierbaren Benchmark-Infrastruktur, die einen transparenten und systematischen Vergleich von Beobachtungsstrategien unter kontrollierten Bedingungen ermöglicht.

Das Archiv enthält das Manuskript, die Benchmark-Implementierung, die Produktionskonfiguration, ergänzende Materialien sowie Dokumentation zur Reproduzierbarkeit.

Schlüsselwörter

BenchEWS-OBS; Frühwarnsignale; Kritische Übergänge; Beobachtungsstrategie; Metrologie; Benchmark; Reproduzierbarkeit; Komplexe Systeme; Operational Structural Blindness; ROC-AUC; Wissenschaftliche Infrastruktur; Open Science