Mobile IT-Applikation, vernetzte Sensoren und Kommunikationskonzepte zum Schutz der Einsatzkräfte bei der Feuerwehr

Einsatzkräfte der Feuerwehr setzten sich großen äußeren Gefahren und extremer körperlicher Belastung aus. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse des Forschungsvorhabens Galileo4FireBrigades (G4FB) skizziert, in dem mit Hilfe von vernetzten Sensoren, den geeigneten Kommunikationskonzepten und anwendergerechten mobilen IT-Applikationen die potenziellen Gefahren in hohem Maß reduziert werden können. Personenund einsatzmittelgebundene Sensoren erfassen Daten aus der Einsatzumgebung, welche mittels geeigneter Kommunikationskonzepte in die unterschiedlichen Führungsebenen gebracht werden und dort in anwendergerechten IT-Applikationen für die Überwachung und Entscheidungsfindung verarbeitet und visualisiert werden. 1 Gefahren für Einsatzkräfte in großflächigen Schadenslagen Die Koordinierung der Einsatzkräfte in einer großflächigen Schadenslage stellt hohe Anforderungen an die Einsatzleitung und die nachfolgenden Führungsebenen. Mangelnde Informationen über die Position, die Umgebung sowie den Zustand der Einsatzkräfte und Einsatzmittel kann zu gefährlichen und lebensbedrohlichen Situationen führen. Eine Überwachung wesentlicher Parameter im Einsatz und die Bereitstellung der resultierenden Daten über stabile Kommunikationswege in die zuständige Führungsebene, kann die Einsatzkräfte in hohem Maß schützen. Insbesondere in unübersichtlichen und weitläufigen Einsatzgebieten besteht ein hohes Gefährdungspotenzial, welches durch den in diesem Beitrag beschriebenem Ansatz reduziert werden kann. Daher wurde für die Erforschung der Ergebnisse das Szenario Waldbrand ausgewählt, welches weiterhin hohe Anforderungen an die Kommunikationsinfrastruktur und die Identifizierung der Parameter aus stellt, aus denen entscheidungsrelevante Informationen für die Führungsebenen der Feuerwehr aggregiert werden können. 1.1 Waldbrand, eine Schadenslage mit großen Gefahren für Einsatzkräfte Zur Bekämpfung eines Waldbrandes wird eine hohe Anzahl von Einsatzkräften in einem großen Gebiet eingesetzt. Die Koordinierung der Einsatzkräfte und Einsatzmittel erfordert eine große Führungsstruktur. Dieses komplexe Umfeld stellt hohe Anforderungen an die Kommunikation und die Informationsverarbeitung durch die Führungsebenen dar. Die in diesem Beitrag beschriebenen Ansätze zur Vernetzung von Sensoren, den geeigneten Kommunikationskonzepten und einsatzgerechten mobilen ITApplikationen sollen die Informationsgrundlagen zur Entscheidungsfindung und Maßnahmenergreifung in den Führungsebenen verbessern. Abbildung 1 zeigt schematisch das betrachtete Waldbrandszenario, auf Basis dessen die Kommunikationspfade im Einsatz untersucht wurden und die Parameter identifiziert wurden auf Basis derer entscheidungsrelevante Informationen für die Führungsebenen abgeleitet werden können. Abbildung 1: Schema des betrachteten Szenarios Waldbrand Bei der Brandbekämpfung sind die Einsatzkräfte unmittelbaren und mittelbaren Gefahren ausgesetzt. Unmittelbare Gefahren resultieren aus dem direkten Umfeld der Einsatzkräfte (z. B. Einwirkung durch Feuer oder Gase), mittelbare Gefahren entstehen beispielsweise durch das versagen von Einsatzmitteln. Unmittelbare Gefahren für Einsatzkräfte Die unmittelbaren Gefahren können mit Kenntnis spezifischer Umgebungsparameter reduziert werden. Im Szenario Waldbrand kann durch die Datenerhebung der nachfolgenden Parameter eine Informationsbasis geschaffen werden, die es der Einsatzleitung erlaubt, eine vergleichsweise sichere Einsatzumgebung für die alle Einsatzkräfte zu schaffen: • Windrichtungund Geschwindigkeit • Unmittelbare Umgebungstemperatur • COund CO2-Konzentration • Partikeldichte (Ruß und Feinstäube) Durch Kenntnis der Windrichtung und –geschwindigkeit in Verbindung mit den GeoInformationen kann im Lagebild kontrolliert und prognostiziert werden, wie sich der Waldbrand entwickeln kann. Dies ist insbesondere zum Schutz der Einsatzkräfte wichtig, um diese nicht an Einsatzorte zu entsenden, in denen Sie potenziell durch umgebendes Feuer eingekesselt werden. Die Einsatzkleidung der Feuerwehr schützt die Einsatzkräfte über einen definierten Zeitraum, bei Erreichen der Grenzwerte wird die die aufgenommene Wärme sehr schnell an den Körper abgegeben, was zu gefährlichen Situationen führen kann. Um die Einsatzkräfte hiergegen wirksam zu schützen, soll die Umgebungstemperatur bei der Einsatzkraft und die der Wärmestrahlung ausgesetzten Zeit zum Gruppenführer übermittel werden. Bei Temperaturen, bei denen die Einsatzkleidung keinen Schutz mehr bietet, kann dieser den Rückzug befehlen und die Einsatzkräfte so schützen. Auf Basis der Gasmessungen und der Partikeldichte kann der Zeitraum prognostiziert werden, über den der Atemschutz wirksam ist. Ein weiterer Aspekt zum unmittelbaren Schutz der Einsatzkräfte im Waldbrandszenario ist der Schutz vor körperlicher Überlastung. Um diese auszuschließen ist es hilfreich, physiologische Werte der Einsatzkräfte im Einsatz zu kontrollieren. Die eindeutige Bestimmung des physiologischen Zustands von Einsatzkräften auf Basis messbarer Größen befindet sich noch in der Forschung. Auf Basis der Herzfrequenz und der Körpertemperatur können näherungsweise über die aktuelle körperliche Belastung einer Einsatzkraft getroffen werden. Eine entsprechende Visualisierung dieser Werte bietet der zuständigen Führungsebene die Möglichkeit die Einsatzkräfte gezielt aus dem Einsatz zu nehmen, um gesundheitliche Schäden zu verhindern. Mittelbare Gefahren für Einsatzkräfte Für den mittelbaren Schutz der Einsatzkräfte ist die Funktionsfähigkeit der Fahrzeuge und Ausrüstung sowie die Löschwasserversorgung wichtig. Eine zusammenbrechende Löschwasserversorgung gefährdet die Einsatzkräfte, der aktive Schutz vor den Flammen ist kaum möglich. Für die Sicherstellung der Funktionsfähigkeit der Fahrzeuge und Ausrüstung sind folgende Werte bereitzustellen und zu kontrollieren: • Geo-Informationen (Position und Höhe) • Vorrat/Reserve Löschwasser und Betriebsmittel