Optimierung von Planung und Einsatzführung mittels zielgerichteter Geodateninformationsaufbereitung

Die Erkenntnisse jüngster Naturkatastrophen, wie das Flusshochwasser im Sommer 2013, verdeutlichen, dass vor allem bei der grenzüberschreitenden Warnung der Bevölkerung, dem Informieren Verantwortlicher und der Einsatzkräftekoordination Arbeitsabläufe verbessert, Entscheidungsprozesse beschleunigt und damit Reaktionszeiten reduziert werden müssen.

Resultierend aus den Erfahrungen vergangener Hochwasserereignisse und den bestehenden Anforderungen an die Bewältigung der täglichen Gefahrenabwehr sowie bei Großschadenslagen oder Großveranstaltungen besteht ein hoher Bedarf an innovativen technischen Lösungen, um den zunehmenden Herausforderungen mit tendenziell weniger zur Verfügung stehenden Kräften gerecht zu werden.

CIFAD – „Cross-border integration of information, tools and procedures to prevent and respond to flood and other disasters“ – ist ein deutsch-tschechisches EU-Projekt im Rahmen des Ziel 3/Cíl 3-Programms, dass durch die sächsischen Landkreise Bautzen und Görlitz und die tschechische Region Liberecký kraj, u. a. in Kooperation mit dem Fraunhofer IVI in Dresden, bearbeitet wird. Dieses Projekt stellte den Rahmen für die Entwicklung systemtechnischer Lösungen und neuer wissenschaftlicher Methoden für die gemeinsame, grenzüberschreitende Gefahrenabwehrplanung, operative Bewältigung von Großschadenslagen sowie deren Überführung in die praktische Nutzung in der täglichen Gefahrenabwehr auf Basis modernster Kommunikations-, IT- und GIS-Technologien.

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Abb. 2: Dezentrale Lageführung in den örtlichen Einsatzleitungen mit vollständiger Lagesicht im Verwaltungsstab bei drei parallelen Lagen im Landkreis Bautzen. (Grafik: Fraunhofer IVI)

Konzeption und Umsetzung der Schwerpunktaufgaben des Projektes erfolgten als Weiterentwicklung der bereits bestehenden grenzüberschreitenden Lösung im benachbarten Landkreis Sächsische Schweiz-Osterzgebirge und der Region Ústecký kraj. Mit MobitKat existiert nun ein flächendeckendes, durchgängiges Hochwasser- und Katastrophenmanagementsystem für die nordböhmischen Regionen und angrenzenden sächsischen Landkreise.

Datengrundlagen

Essentielle Voraussetzung für eine effektive Planung und Einsatzkoordinierung bildet die Bereitstellung einsatzrelevanter und aktueller Geobasis- und Sachdaten sowie Lageinformationen. Unter Berücksichtigung aktueller Standards (z. B. OGC) und Technologien wurde eine Reihe von Schnittstellen zur zentralen Zusammenführung dieser Datenbestände entwickelt.

Umfangreiche Datenquellen, wie z. B. Grenzübergangspunkte, amtlich festgesetzte Hochwasserflächen, ein detailliertes Straßen- und Wegenetz sowie Luftbilder und das Geländeprofil werden integriert und um georeferenzierte Echtzeitdaten, wie Pegelinformationen, TMC-Meldungen, Kamerabilder oder Positionsdaten der Einsatzkräfte und -mittel ergänzt.

Die Erfassung und Beurteilung von Schadenslagen wird durch die Möglichkeit der Visualisierung live übertragener Kamerabilder maßgeblich unterstützt und verbessert. Strategisch wichtige, kritische Standorte werden mittels stationärer Kameras überwacht. Ad-hoc installierbare, mobile Kameramodule mit autarker Stromversorgung und flexibler Datenanbindung kommen dabei ergänzend zum Einsatz.

Datenintegration und Kommunikation

Das modular aufgebaute System erlaubt neben einem autarken Offline-Arbeiten eine verteilte Lageerfassung und -führung bei vorhandener Online-Verbindung.

Module in Auszügen:

  • Grenzüberschreitende Datenintegration über Schnittstellen zu internen/externen Systemen,
  • Erfassung der Einsatzbereitschaft von Feuerwehren,
  • Einsatzplanung, Lageführung, Dokumentation,
  • grenzüberschreitender Austausch von Lagemeldungen/Hilfeersuchen mit automatischer Übersetzung,
  • Bevölkerungsinformation.

Entscheidungsunterstützung, ­Einsatzplanung und -führung

Zusätzlich wurde eine Reihe von Modulen zur Entscheidungshilfe und -optimierung entwickelt und in die praktische Nutzung überführt. Schwerpunkt auf operativ-taktischer Ebene liegt in der Entscheidungsunterstützung für einen optimierten, lageabhängigen Kräfte- und Mitteleinsatz, um mit den begrenzt zur Verfügung stehenden Einheiten die Lage bestmöglich zu bewältigen. Dabei stehen u. a. folgende Module mit integrierten Geo-und Einsatzdaten zur Verfügung:

  • Analyse der Erfüllung von Hilfsfristen
  • Bewertung von Standortkonzepten für BOS – u. a. für die Brandschutzbedarfsplanung,
  • Optimierte Kräfte- und Mitteldislozierung, Stationierung und Auswahl von Einsatzkräften und -mitteln entsprechend gewichteter Gefahrenpotentiale,
  • Einsatzmittelvorschlag entsprechend der aktuellen Positionen von Einsatzkräften unter Berücksichtigung von Fahrzeugtypen, Geschwindigkeitsprofilen und Mobilitätseinschränkungen
  • optimierte Disposition verletzter Personen zu geeigneten Krankenhäusern im MANV-Fall,
  • Algorithmen zur Wasserförderstreckenberechnung,
  • Optimierung großräumiger Absperrungen, und der Evakuierungsplanung nach Straßenzügen/Adressen,
  • Lokale, dezentrale Lageführung bzw. Visualisierung eines gemeinsamen, detaillierten Lagebildes aller Führungsebenen in Echtzeit.

Das System kommt regelmäßig in der nichtpolizeilichen Gefahrenabwehr zum Einsatz. Die Technologie hat sich als Planungs- und Führungsinstrument bei einer Reihe von Großeinsätzen, wie z. B. der Hochwasserlage im August 2013, Großveranstaltungen sowie bei der Konzipierung und Durchführung von Feuerwehr- und Katastrophenschutzübungen bewährt. Die Komponenten zur strategischen Planung unterstützen in der Praxis die kommunale Brandschutzbedarfs- und Rettungsdienstbereichsplanung. So ermöglicht die Systemlösung Aussagen hinsichtlich der Erfüllung von Schutzzielen und bietet Unterstützung beim Vergleich von Varianten anhand verschiedener Kriterien.

Fazit

Mit dem System CIFAD lassen sich zahlreiche Aufgaben im grenzüberschreitenden Management von Katastrophen und Großschadensereignissen erfolgreich, effektiv und unter Einbeziehung der verantwortlichen Akteure und Entscheidungsträger lösen. Besondere Vorteile bietet die hohe Skalierbarkeit der Systemlösung, da somit eine ebenen- und organisationsübergreifende Arbeit möglich ist. In Abhängigkeit von Umfang, Genauigkeitsgrad und Aktualität der verfügbaren Daten werden Systemkonfigurationen nutzerbezogen und für verschiedene Aufgaben und Einsatzzwecke bereitgestellt. Die Systemlösung wird sowohl den administrativ-organisatorischen als auch den operativ-taktischen Anforderungen in der Gefahrenabwehr gerecht und findet eine hohe Akzeptanz bei den Anwendern.

Abb. 1: Zusammengefasste Darstellung der Lageführung der einzelnen örtlichen Einsatzleitungen. (Bild: Landratsamt Bautzen)

Autoren: Dr.-Ing. Kamen Danowski, Dietmar Petrasch, Ingelore Ruge, Cornelia Richter, Patrick Brausewetter, Martin Meier

Danowski_FotoAnschrift der Verfasser:
Dr.-Ing. Kamen Danowski
Abteilungsleiter Strategie und Optimierung
Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI
Zeunerstraße 38, 01069 Dresden
Tel. 0351/4640-660

Studium der Informationstechnik und Informatik und Promotion auf dem Gebiet der Telematik
Langjährige Arbeit als Softwareentwickler, Teilprojektleiter, Projektleiter und Gruppenleiter
Seit 2012: Abteilungsleiter Strategie und Optimierung an dem Fraunhofer-Institut- für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI