Zukunft der virtuellen Ausbildung bei der Feuerwehr

Christian Niemand • Bernhard Hatzinger • Thorsten Heck-Beutelmann

FwESI ® Interaktive Lagedarstellung

Das Fachgebiet Technische Informatik der Universität Kassel unter Leitung von Prof. Wloka beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit der Frage, wie grafische Simulationen in der Ausbildung speziell im Feuerwehrwesen eingesetzt werden können. Bundesweites Interesse eröffnete sich mit der Einführung der ersten für Endkonsumenten verfügbaren Virtual Reality Generation.

Ein Schlüsselerlebnis für mich persönlich war ein Prototyp für Atemschutz und Gruppenführer Training, den wir gemeinsam mit der Kreisbrandinspektion Cham und der FAB Rheinland GmbH entwickelt haben. Über einen Editor kann der Ausbilder Lagen zum Thema Brandbekämpfung, Suchen und Retten sowie Verkehrsunfall erstellen und in Workshops zur Veranschaulichung einsetzen. Der Ablauf ist zur Laufzeit steuerbar, um z. B. eintreffende Fahrzeuge hinzuzufügen oder das Brandverhalten zu ändern. Die Vorteile sind, dass verschiedene Lagen in kurzer Zeit geladen und mit Computer und Beamer in jedem Feuerwehrgerätehaus simuliert werden können.

Prototyp Gruppenführer Trainingslage Verkehrsunfall
Prototyp Gruppenführer Trainingslage Verkehrsunfall
Quelle: Universität Kassel Technische Informatik

Sowohl die Kreisbrandinspektion Cham als auch die FAB Rheinland haben ihre Schulungskonzepte, basierend auf virtueller Simulationstechnik, auf der Florian 2019 in Workshops vorgestellt und möchten diese gerne auch an dieser Stelle teilen.

Erfahrungsbericht der Kreisbrandinspektion Cham von Bernhard Hatzinger

Wir haben den mit der Universität Kassel entwickelten Prototypen bei uns 2019 in die Ausbildung integriert und damit seither 23 Trainingstermine mit knapp 300 Teilnehmern durchgeführt. Unsere Zielgruppe sind dabei Gruppen- und Zugführer, deren Ausbildung schon einige Jahre zurückliegt mit dem Lernziel der Wiederholung und Neuvermittlung einsatztaktischer Grundlagen. Die Trainingsabende dauern ca. 2,5 Stunden und bestehen aus 12 bis 15 Teilnehmern.

Unser Schulungskonzept beginnt für gewöhnlich mit einer Vorstellungsrunde, in der wir die Teilnehmer zu ihrem Ausbildungsstand GF/ZF befragen und wissen möchten, wie lange diese zurückliegt. Anschließend bitten wir die Teilnehmer einzuschätzen, wie sehr ihr Wissen zum Thema noch präsent ist. Das nennen wir den Wissens Akku. Nach der Einschätzung geben wir ein paar Wiederholungen zur FwDV 100 und dem Führungsvorgang sowie neue Ideen zu einsatztaktischen Grundsätzen. Dazu nutzen wir eine Mischung aus klassischen Präsentationsfolien und Gruppenarbeit. 

Nach dem Theorieteil heißt es dann "Game On Let’s play". Unsere Prototypen-Anwendung für den Gruppenführer ermöglicht es uns in eine zuvor erstellte Lage einzutauchen. Wir brauchen jetzt nicht mehr, wie bei der klassischen Planübungsplatte, zu sagen "Sie möchten also in das Fenster schauen, stellen Sie sich dann bitte vor ...". Wir können stattdessen bei der Echtzeit Erkundung auf dem Bildschirm sehen was sich hinter dem Fenster, in Gebäuden oder unter Fahrzeugen befindet. 

Darüber hinaus haben wir auch die Möglichkeit Feuer und Rauch während des Trainings in Farbe, Dichte und Ausbreitung zu verändern. Wir nennen das "das dynamische Wattebäuschen" in Anspielung auf die Ausbildung an der klassischen Planübungsplatte. Bei der Personenbefragung kombinieren wir die virtuelle Darstellung mit einem Rollenspiel, das der Ausbilder mit den Teilnehmern durchführt.

Die Rückmeldungen aus den bisherigen Schulungen sind extrem positiv. Alle 23 Termine überzogen die veranschlagte Zeit aufgrund hoch motivierter Teilnehmer, welche mehr virtuell gestützte Schulungen zu Einsatzlehre und -taktik forderten. Die Nutzung der VR-Brille sehen wir derzeit als sinnvolle Ergänzung für die Simulation von Atemschutztrupps. 

In der Gruppenführer Ausbildung setzen wir sie aktuell aber nicht ein, weil die Einweisung in die Steuerung zu viel Zeit für einen kurzen Schulungsabend in Anspruch nimmt. Wir nutzen lieber die PC basierte Steuerung bei unseren Trainingseinheiten. Für dieses Konzept bekommen wir viel Zuspruch und die Teilnehmer wünschen sich eine Fortführung, sodass wir kommendes Jahr Seminare mit neuen Modulen zu Einsatztaktik bei THL-Lagen durchführen werden und für 2021 bereits Veranstaltungen zur Thematik Einsatztaktik Gefahrguteinsatz planen. 

Leider ist unsere aktuelle Kapazität noch zu gering. Pro Jahr schulen wir derzeit max. 400 Teilnehmer bei 190 Feuerwehren. Das bedeutet, dass wir mehr Trainerteams benötigen. Um das Problem zu lösen, arbeiten wir derzeit gemeinsam mit Herrn Niemand ein Konzept zur Multiplikatorenschulung aus. Der Kreisbrandrat Michael Stahl ist sehr erfreut, dass man mit einem im Vergleich zu anderen Ausbildungsoffensiven, kostengünstigen zukunftsfähigen Fortbildungsangebot so viel Interesse und Fortbildungswille geweckt hat. Mit dieser Art an Fortbildung spricht man nicht nur jüngere Kameraden, sondern auch alte Hasen an, die mit Begeisterung bei der Sache sind. Dem gesamten Team gilt ein herzliches Wort des Dankes.

Unser Ziel ist es eine flächendeckende Fortbildungsmöglichkeit mit weiteren Standorten und Multiplikatoren in den nächsten 1-2 Jahren zu verwirklichen.

Erfahrungsbericht der FAB Rheinland GmbH von Thorsten Heck-Beutelmann

Als wir im Jahr 2018 gemeinsam mit der Universität Kassel eine Prototypentwicklung zum Thema virtueller Atemschutz durchführten, war uns nach erster Evaluierung schnell bewusst, die Ausbildung der deutschen Feuerwehren ergänzend mit virtuellen Möglichkeiten auf eine neue Stufe heben zu können. Nach nunmehr 80 Veranstaltungen in der Aus- und Fortbildung ist für uns klar, dass die virtuelle Ausbildung die neue Art der gefahrlosen und ressourcenschonenden Wissensvermittlung in der nichtpolizeilichen Gefahrenabwehr darstellen wird. Beispielhaft möchte ich kurz auf die Inhalte einer Ausbildungsveranstaltung für den Fachbereich Atemschutz eingehen, die wir hauptsächlich in der VR Darstellung durchführen.

FwESI® Editor zum Erstellen und Steuern von Trainingslagen
FwESI® Editor zum Erstellen und Steuern von Trainingslagen
Quelle: Cininet UG - FwESI®

Bei dieser Veranstaltung werden bis zu 12 Teilnehmer je Veranstaltung geschult. Alle Teilnehmer verfügen bereits über eine Ausbildung zum Atemschutzgeräteträger und bringen Einsatzerfahrung mit. Ziel bei dieser Veranstaltung ist es die Teilnehmer in folgenden Bereichen zu sensibilisieren und auf schwierige Einsatzsituationen bestmöglichst vorzubereiten:

  • Umsetzen des Einsatzauftrags
  • Zielgerichtete Kommunikation im Trupp und mit der Einsatzführung
  • Strukturiertes Absuchen von Gebäudeabschnitten und Räumlichkeiten
  • Gezielter Einsatz der Wärmebildkamera beim Absuchen
  • Verhaltensweise bei Rauch- und Wärmebeaufschlagung
  • Abwägen und Festlegen der Möglichkeiten zur Menschenrettung

Der Anwender begibt sich nach Erhalt seines Auftrags als Angriffstrupp in VR vor. Der Vorteil ist hier, dass er sich gefahrlos in seiner Rolle genauso verhalten kann, wie er es bei einem Realeinsatz tun würde.

Darüber hinaus muss er sich räumlich orientieren und sich einen Überblick verschaffen. Die Bewegungen, Vorgehensweisen und Interaktionen können von den Teilnehmern auf einer Leinwand mitverfolgt werden. 

Alle für dieses Szenario notwendigen Entscheidungen hinsichtlich seiner Einsatzgrundsätze, seinen taktischen Entscheidungen sowie der entsprechende Einsatz seiner Einsatzmittel, können zu jeder Zeit kritisch hinterfragt und im Teilnehmerkreis kontrovers diskutiert werden. Des Weiteren werden zusätzliche Rollen, wie beispielsweise die Atemschutzüberwachung, in den Übungen integriert, sodass hier der entsprechend notwendige Kommunikationsfluss, der i. d. R. über den Einsatzstellenfunkverkehr erfolgen muss, mit abgebildet wird.

Rückmeldungen der Teilnehmer zeigen, dass praxisnahe Erläuterungen durch den Einsatz der virtuellen Darstellung eingehender von der Zielgruppe nachvollzogen und verstanden werden. Für unsere Ausbilder sowie die FAB Rheinland als Unternehmen steht fest, dass VR Systeme in der Lage sind die Aus- und Fortbildung revolutionär zu verändern. Aus diesem Grund werden wir Herrn Niemand und sein Team von Cininet in allen Belangen, insbesondere mit unserem fachlichen Know-How und unseren Netzwerken zu Feuerwehren, Rettungsdiensten und Katastrophenschutz, bei der Umsetzung von FwESI ® unterstützen.

Erkundung einer Lage in VR Workshops
Erkundung einer Lage in VR Workshops
Quelle: FAB Rheinland

Wie geht es weiter mit der virtuell gestützten Ausbildung?

Die Erfahrungen der Kreisbrandinspektion Cham und der FAB Rheinland zeigen, dass ein virtuell gestütztes Ausbildungskonzept unter Leitung eines geschulten Ausbilders sehr intensiv und motivierend für die Teilnehmer sein kann. Ich denke, dass sich in nächster Zeit mehr Feuerwehren an die neue Ausbildungsmöglichkeit wagen werden und somit das Moderator/Operator Konzept an Verbreitung gewinnen wird. 

Des Weiteren sind einige Schulen daran interessiert die Effizienz der Gruppenführer Ausbildung zu steigern. Ziel ist es mehr Routine für taktische Entscheidungen im Einsatz zu schaffen. Um dies zu erreichen, kristallisieren sich autarke 3D Anwendungen heraus, in denen der Führungsvorgang in kurzer Zeit und in vielen unterschiedlichen Lagen durchlaufen werden kann. Die Software protokolliert das Vorgehen des Anwenders und vergleicht dieses mit einer Menge von Expertenmeinungen. Dieser Vergleich wird visuell für den Schüler zur Selbsteinschätzung aufbereitet.

In naher Zukunft werden meiner Meinung nach Multiuser Anwendungen hinzukommen, um beispielsweise das Vorgehen als Trupp besser abzubilden. Von Künstlicher Intelligenz gesteuerte Agenten werden Aufgaben übernehmen, falls bei Gruppen- und Zugführer Lagen nicht jede Rolle besetzt werden kann. Bei Stabsübungen wird die Künstliche Intelligenz in der Lage sein abstrakte Befehle auszuführen und zurückzumelden. Um dazu eine intuitive Schnittstelle anzubieten, werden Technologien wie Spracherkennung sowie Sprachsynthese zum Einsatz kommen, wie man es bereits vom Smartphone und Smart Speaker kennt.

Ein weiterer Punkt, der häufig gewünscht wird, ist die Georeferenzierung. Die Bundesländer stellen dazu bereits viele Daten zur Verfügung. Allerdings beschränken sich Gebäude bzw. Stadtmodelle derzeit noch weitestgehend auf Klötzchenmodelle. Eine reale Fassadendarstellung, begehbaren Gebäuden und korrekte Abbildungen von Straßen inkl. Beschilderung sind derzeit noch Zukunftsmusik. Mithilfe von regionalen Arbeitsgruppen und der Bereitstellung entsprechender Software Werkzeuge wäre es unter viel Aufwand denkbar nach und nach ausgewählte Ortschaften oder Stadtteile virtuell nachzubauen.

Eine wesentliche Voraussetzung für die Akzeptanz bei der Zielgruppe ist eine gute grafische Darstellung, auch wenn für das didaktische Konzept eine einfache Visualisierung als ausreichend erscheinen mag. Ein hohes Maß an Darstellungsqualität ist jedoch mit steigenden Produktionskosten verbunden und benötigt leistungsstarke Hardware.

Um zumindest den Hardwareanforderungen entgegenzuwirken, werden Streaming Services wie Google Stadia interessant.

Diese Technologie ermöglicht es moderne grafische Anwendungen in einem Rechenzentrum zu berechnen und sie auf ein beliebiges (auch mobiles) Endgerät zu übertragen.

Die sehr positiven Erfahrungen, der Bedarf unserer Projektpartner sowie der Ausblick auf spannende Technologien haben mich dazu motiviert eine Ausgründung aus der Universität zu wagen, um eine kommerzielle Ausbildungssoftware für die Feuerwehr zu entwickeln. Die Software befindet sich bereits in der Entwicklung und heißt FwESI ® , was für Feuerwehr-Einsatzsimulation steht.

Das Ziel ist mittelfristig eine flächendeckende Fortbildungs- und Simulationssoftware für Freiwillige und Berufliche Feuerwehren sowie Ausbildungszentren unter der Verwendung von deutschen Dienst- und Bauvorschriften, Normen sowie Ausbildungsstandards anzubieten. Die erste für die Interschutz geplante Version wird Themen zu Atemschutz (Suchen und Retten), Gruppenführer (Brandeinsatz, VU, Gefahrgutunfall) und Brandmeldeanlage abdecken. 

Darüber hinaus planen wir die Simulation physikalischer Vorgänge wie Brand- und Rauchverhalten, um Phänomene der Brandausbreitung sowie Einsatzstellenbelüftung darstellen zu können. Damit Schulungen auf Bundesländer angepasst werden können, werden wir Einsätze und Einsatzkräfte nach und nach um bundeslandspezifische Einsatzstichworte, Helmkennzeichnungen und Landeswappen ergänzen.


Zum Abschluss möchten wir Sie herzlich an unseren Stand auf der Interschutz 2020 einladen. Sie finden uns vom 15. bis 20. Juni in Halle 16 am Stand E29 der FAB Rheinland. Gerne können Sie das Projekt auch über unsere Webseite http://cininet.com/de/fwesi/ verfolgen.

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