Das Projekt FireWatch ist ein Monitoring System für die Koordination von Einsätzen der Feuerwehr zur Brandbekämpfung in Innenräumen. Die Bewegungsdaten der Einsatzkräfte im Gebäude werden erhoben und live der Einsatzleitung visuell aufbereitet.

Kontext

Sobald der Zentrale ein Gebäudebrand gemeldet wird, rücken je nach Schwere des Brandes ein oder mehrere Fahrzeuge aus. Die Normalbesatzung in einem Löschfahrzeug besteht aus einem Fahrzeugführer, einem Maschienenführer und zwei Trupps. Ein Trupp unterteilt sich dann noch in einen Angriffstruppführer (ATF) und ein bis zwei Angriffstruppmänner (ATM).

Der Fahrzeugführer übernimmt die Einsatzleitung und ist dafür verantwortlich einen Überblick zu behalten und einen Plan aufzustellen, wie im Einsatz verfahren wird. Während einer Initialphase, der Erkundung sammelt er möglichst viele Informationen. Das schließt ebenfalls Gebäudepläne mit ein, anhand derer er während eines Angriffs diesen anleiten und koordinieren kann.

Angriff

Als Angriff wird der Vorgang bezeichnet, in dem sich ein Trupp in das brennende Gebäude begiebt. Dieser Trupp heißt dann Angriffstrupp und ist mit einer Atemschutzmaske und einer Druckluftflasche ausgestattet. Über einen einsatzweiten Funkkanal kommunizieren die Einsatzleitung und der Angriffstruppführer miteinander.

Die Dauer eines Angriffs beläuft sich auf 20 bis 30 Minuten. Alle 10 Minuten klingelt ein Timer und die Einsatzleitung frägt über den Funkkanal den verbleibenden Luftdruck der Einsatzkräfte in den Druckluftflaschen ab. Dadurch lässt sich bestimmen, wie viel Luft und somit Zeit dem Angriffstrupp noch zur Verfügung steht. Sollte diese nicht mehr ausreichen, gibt die Einsatzleitung den Befehl zum Rückzug.

Das Ziel des Angriffstrupps während des Angriffs ist es neben Löscharbeiten zu verrichten, das Gebäude zu kontrollieren und sicherzustellen, dass sich keine Personen mehr darin befinden. Dabei muss jeder Raum mehrfach gründlich durchsucht werden, um das Risiko, dass Personen übersehen werden möglichst gering zu halten.

Problem

Aufgrund von eingeschweißten Prozessen, gibt es ein Probleme, mit denen sich die Einsatzkräfte der Feuerwehr in genanntem Szenario konfrontiert sehen.

Um die Atemluft zu überwachen, muss die Einsatzleitung diesen per Funk abfragen. Daraufhin lesen die Einsatzkräfte ihre Atemluft manuell vom Barometer ab, was durch die erschwerten Sichtverhältnisse im verrrauchten Gebäude oft erschwert wird. Aufgrund dieser geringen Sicht kommt es auch dazu, dass Räume bzw. die Zugänge zu diesen von den Trupps übersehen und nur oberflächlich eingesehen werden können. Auch der Zeitdruck unter dem die Einsatzkräfte in der Angriffssituation stehen, trägt dazu bei, dass Räume nicht gründlich genug kontrolliert werden.

Der generell geringen Informationslage, kann die Einsatzleitung nur bedingt entgegenwirken. Sie hat Schwierigkeiten dabei konkrete Anweisungen zu geben und nachzuvollziehen welche Räume der Angriffstrupp bereits kontrolliert hat, da alle Informationen über die Bewegungen und Postition des Angriffstrupps nicht zur Verfügung stehen.

Zur Dokumentation, soll nachdem ein Raum kontrolliert wurde, neben dessen Eingang eine Markierung gesetzt werden. Sobald mehrere Kontrollen gemacht wurden, ergib sich somit ein Kreuz. Dieses Kreuz kann jedoch während des Einsatzes nicht von der Einsatzleitung gesehen werden und wird auch nur sporadisch gemacht. Es dient eher dazu um zur Rechtssicherheit der Feuerwehr beizutragen, ist dafür jedoch nicht aussagekräftig genug.

Konzept

Um diese Probleme zu lösen wird ist das Konzept von FireWatch entstanden. Die Aufgabe ist es die wichtigsten Daten: verbleibender Luftvorrat der Einsatzkräfte und das Bewegungsprofil dieser, live an die Einsatzleitung zu übermitteln und visuell einsehbar zu machen.

Während des Angriffs liegt der Fokus auf den live erfassten Daten. Insbesondere die Visualisierung der aktuellen Position der Einsatzkräfte auf der entsprechenden Ebene sowie des bereits zurückgelegten Wegs stehen dabei im Vordergrund. Zudem werden Informationen über die verbleibende Atemluft der Truppmitglieder bereitgestellt. Dies ermöglicht es der Einsatzleitung, den Angriffsplan anzupassen und entsprechende Anweisungen zu geben.

Der Angriff selbst ist in mehrere Phasen unterteilt, die den bestehenden 10-Minuten-Zyklus berücksichtigen und den aktuellen Fortschritt anzeigen. Diese Phasen können gestartet, beendet und mit Ereignissen ergänzt werden, die in einer übersichtlichen Timeline eingesehen werden können.Durch die Nutzung des Monitoring Systems und die Aufbereitung der Daten in Echtzeit wird die Einsatzleitung in die Lage versetzt, den aktuellen Angriff zu überwachen und die Koordination effizienter zu gestalten. Der digitale Zwilling des Gebäudes, in Verbindung mit den visualisierten Informationen, ermöglicht es der Einsatzleitung, fundierte Entscheidungen zu treffen und den Einsatzverlauf genau zu überwachen und somit effizienter zu koordinieren.

In der Analyse kann die Einsatzleitung den gesamten Einsatz zu betrachten und Unregelmäßigkeiten in den Angriffen oder Lücken in den Durchsuchungen direkt identifizieren. Die Angriffe können detaillierter inspiziert werden, wodurch die Bewegungsverläufe der Einsatzkräfte besser nachvollzogen werden können.

Durch die zeitliche Durchsuchbarkeit der Informationen ist es möglich, zu überprüfen, wo sich der Trupp während des Angriffs aufgehalten hat und wie lange. Dadurch können nicht oder zu wenig durchsuchte Bereiche im nachhinein identifiziert werden, was wiederum in der Planung des Nächsten Angriffs berücksichtigt wird.

Technologie

Das Konzept basiert auf dem Erheben von Luft und Positionsdaten. Diese Daten müssen von den Einsatzkräften aus dem Gebäude zuverlässig an die Einsatzleitung außerhalb übermittelt werden.

Um die Position des Angriffstrups zu ermitteln wird die Ausrüstung der Einsatzkräfte um ein IMU (Inertial Measurement Unit) erweitert. Ein IMU ist ein Zusammenschluss mehrer Sensoren, die Impulsänderungen messen oder sich generalisierbare, natürliche Umstände zu Nutze machen.

Die Daten von einem IMU sind gut zum Bestimmen, welche Bewegung zu welcher Zeit durchgeführt wurde. Jedoch gibt es ohne äußere Refferenzpunkte keine Kontroll- und Adjustierungsmöglichkeit um die Position zu korrigieren. Dadurch kommt mit fortschreitender Zeit zu einer immer stärkeren Verfälschung der Daten.

Um dem entgegenzuwirken, wird der Bewegungsverlauf, vom IMU mit Daten aus einer Triangulation verglichen und angepasst. Da bei einer Triangulation einzelne Messungen in Refferenz zu Punkten, deren Position bekannt ist, gemacht werden, besteht keine Abhängigkeit zwischen den einzelnen Datenpunkten. Da in den Daten zeitliche Marker existieren, können diese Übereinandergelegt und etwaige Abweichungen korrigiert werden.