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Kombination von Kommunikations-, Ortungs- und KI-Technologien für intelligentere Notfallmaßnahmen

Das Projekt AIOSAT bietet ein intelligentes System zur Verbesserung des Situationsbewusstseins von Feuerwehrleuten, das die Sicherheit, Geschwindigkeit und Effektivität des Entscheidungsprozesses erhöht.

Weltraum

Obwohl die GNSS-gestützte Positionsbestimmungstechnologie (globales Navigationssatellitensystem) Rettungskräften zu effizienteren Einsätzen verhelfen kann, bleiben dennoch gewisse Herausforderungen bestehen. So beeinträchtigen Hindernisse wie starker Rauch, dichte Wälder oder unwegsames Gelände bei Feuerwehreinsätzen im Freien die Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit von Satellitendaten. Aber auch im Inneren von Gebäuden können GNSS-Signale nur schlecht empfangen werden. Unter der Erdoberfläche sind sie in der Regel sogar überhaupt nicht verfügbar. Um ortsspezifische Informationen zu erhalten, sind Feuerwehrleute folglich häufig auf ihre eigenen Beobachtungen angewiesen, was angesichts ihrer anderen stressigen und gefährlichen Aufgaben eine zusätzliche Belastung darstellt. Das EU-finanzierte Projekt AIOSAT (Autonomous Indoor & Outdoor Safety Tracking System) entwickelte daher ein System, das mehrere Technologien kombiniert, um die Verfügbarkeit und Genauigkeit von Positionsdaten im Innen- und Außenbereich zur Unterstützung von Feuerwehrleuten zu verbessern. „Diese Positionsbestimmungstechnologien ermöglichen es unserem Algorithmus, wertvolle Informationen zu erzeugen, die Einsatzkräfte und -leitende dabei unterstützen, fundiertere Entscheidungen zu treffen und so Personen und Eigentum besser zu schützen“, sagt Projektkoordinator Iñigo Adin von Ceit, dem Projektträger.

Genaue Standortlokalisierung

Der Algorithmus, der das Herzstück des AIOSAT-Systems bildet, basiert auf der Kombination von Daten aus drei Positionsbestimmungstechnologien. Das GNSS, das durch die Europäische Erweiterung des geostationären Navigationssystems (EGNOS) und den angepassten EGNOS-Datenzugriffsdienst ergänzt wird, liefert satellitengestützte Positionsdaten. Die Sensoren der inertialen Messeinheit in den tragbaren Geräten der Feuerwehrleute ermöglichen es dem Algorithmus, Körperbewegungen und Laufrichtungen vorherzusehen. Dies wird zusätzlich durch die Ultrabreitband-Funkfrequenztechnik unterstützt, welche die Abstände zwischen den einzelnen Einheiten bzw. „Knoten“ bestimmt. Die Knoten, die zum Teil in den Anzügen der Feuerwehrleute und zum Teil in ihren Stiefeln eingebettet sind, senden über Bluetooth und ein Weitbereichsnetzwerk mit geringer Leistung (LoRa) Daten wie Position, Batteriestand und Temperatur an den Knoten der Einsatzleitung. Diese Daten werden dann mittels 3G-/4G-Technologie an den Cloud-basierten Server weitergeleitet. Neben den Ortungs- und Alarmdaten von den Knoten der Feuerwehrleute verfügt der Server zudem über eine Reihe von Ressourcen, wie z. B. visuelle Anwendungen, die für den Informationsaustausch und die Erteilung von Anweisungen nützlich sind. Die Verantwortlichen in den Einsatzleitstellen können online auf die in der Datenbank gespeicherten Informationen zugreifen und sich mit den Tablets und Smartphones verbinden, die von den vor Ort befindlichen Einsatzleitenden eines jeden Teams mitgeführt werden. Darüber hinaus können Feuerwehrleute und Einsatzleitende auch aktualisierte situationsbezogene Informationen auf den Server hochladen. „Dadurch wird die Entscheidungsfindung schneller, effektiver und transparenter. Da der gesamte Prozess aufgezeichnet wird, kann er zu Schulungszwecken erneut durchgegangen werden“, merkt Adin an.

Leben und Existenzen retten

Zur Validierung des Systems wurden drei Testszenarien entworfen. Diese umfassten: Außenbedingungen in einem ländlichen Szenario in Estremadura, Spanien; eine Tiefgarage in Gent, Belgien; sowie gemischte städtische und industrielle Bedingungen auf dem Twente Safety Campus in Enschede, den Niederlanden. Die Arbeiten an diesen drei Standorten hatten zwar bereits zu einer weiteren Konfiguration des Systems geführt, doch durch die COVID-19-Pandemie mussten die Testversuche eingeschränkt werden. Um die Dynamik aufrechtzuerhalten, replizierte das Konsortium diese Szenarien und führte die abschließenden Tests in San Sebastián, Sevilla und Enschede durch. „Die Ergebnisse dieser Szenarien bestätigten die Genauigkeit unserer Simulationen und zeigten, dass die Zusammenführung der drei Positionsbestimmungstechnologien eine gute Lösung für Feuerwehrleute darstellt“, erklärt Adin. Das AIOSAT-Konsortium möchte das System nun an ein Unternehmen lizenzieren, das es in ein kommerzielles Gerät integriert. Daher wenden sich die Mitglieder aktuell an potenzielle Unternehmen, verbreiten die Ergebnisse des Projekts und bieten ihr Fachwissen an.

Schlüsselbegriffe

AIOSAT, Satellit, Feuerwehrleute, Notfallmaßnahme, Algorithmus, Funktechnik, Ortung, Positionsbestimmung, Technologie, Sensoren, Sicherheit

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