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Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite

Leitstand für Desaster-Szenarien

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Ein Leitstand-Konzept unter Anwendung von Paradigmen aus den Bereichen Collaborative Workspace und Usability

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Inhalts-Übersicht

Motivation: Das Szenario

Das Rescue-Projekt: Kopplung

Anforderungen an einen LeitstandBestehende Leitstand-Realisierungen

Leitstand-Konzept basierend auf „Collaborative Workspace“

Verwendete Technologien und FrameworksKartendarstellung

Kommunikation

Spontane Dienstkopplung

Master-ThesisKonzept und Zielsetzung

Risiken

Ausblick

Quellen und Literaturhinweise (Auszug)33


Das Szenario

Grossbrand auf dem Frankfurter Flughafen

Brandbekämpfung durch Werksfeuerwehr

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Motivation

Massiv verteiltes System

Hohe Anforderungen an Koordination und Kommunikation

Mehrere Kanäle und Darstellungsformen sind involviert

Hohe Sicherheitsanforderungen

Die Rolle des LeitstandsDie Koordination des Einsatzes, ist der kritische Pfad jeder Rettungsmission

Konzepte aus dem Bereich „Collaborative Workspace“ sowie Usability-Designprinzipien ermöglichen die Integration von modernen Informationstechniken in den Leitstand zur Unterstützung der Rettungskräfte

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Übersicht: Rescue-Projekt

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Zusätzliche Konzepte aus anderen AW2-Bereichen lassen sich hier integrieren!

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Der Leitstand

... ist die Einsatzzentrale für die Rettungsaktion und damit das „Gehirn“ in diesem Szenario

... koordiniert den Rettungseinsatz

... gibt Anweisungen an die Helfer vor Ort durch

... hält den Überblick über den Rettungseinsatz und verwaltet alle Statusänderungen

...verwaltet und unterstützt die Interaktion der Einsatzleitkräfte und koordiniert den Informationsfluss

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Bestehende, in Bezug stehende Projekte

NIST: intelligent Building Response (iBR)Definiert Standards für Gebäude-Informationen

Macht vorhandene Sensorik/Kameras nutzbar

FIT: Wear IT @WorkUbiquitous Computing, HMD‘s, Smart-Boards, Context-Awareness

ETH Zürich: LISAAnwendung der Geo-Informatik

Project MESAOnline-Monitoring von Bio-Werten (Blutdruck, Puls, Atmung...)

HEMIND-ProjectHelm-System mit HUD für Feuerwehrmänner

RUNESSensor-Netzwerke zwischen festinstallierten und mobilen Sensoren

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Bestehende Leitstand-Anwendungen

Polizei Hamburg: HELS (früher HELP)

Knürr: Integriertes Leitstand-System

Einsatzleitwagen der Feuerwehr Karlsruhe

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Leitstand der Polizei in Hamburg

HELS - Durch die Firma Siemens angepasstes Standard-System der Firma NOVOtec

Findet Verwendung bei Polizei, Feuerwehr und Hilfsorganisationen wie Krankenbeförderung

Ein Take-Over zwischen Polizei und Feuerwehr ist jederzeit möglich

Mehrere „Einzelarbeitsplätze“ bearbeiten parallel Anfragen

Ein Arbeitsplatz besteht aus drei Displays: Kartenansicht, Status-Ansicht und Kommunikations-Ansicht

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Aufgabengebiete

Darstellungspeziell Kartendarstellung

Darstellung von Event-Logs, Status-Ansichten und Einsatz-Medien

KommunikationKommunikation zwischen Menschen

Kommunikation zwischen Systemen

CollaborationEinsatzkräfte vor Ort und im Leitstand befinden sich in einer Kollaboration

UsabilityContext-Awareness

Situation-Specific Interfaces

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Kartendarstellung: Anforderungen & Aufgaben

Aufgaben:

Geografische Darstellung der GeländeübersichtAnzeige der Aufenthaltsorte der RettungskräfteAnzeige von POIs wie Brände, Fluchttüren, Löschgeräten

Visualisierung der Örtlichkeit stellt leicht zu verwertende Informationen über Handlungsprioritäten zur Verfügung

Interaktionsmöglichkeiten: Karte als Eingabemedium?Anwahl von POIs auf der Karte zeigt HandlungsalternativenDrag `n Drop um Einsatzkräfte zu einer bestimmten Position zu befehlen

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Google Maps API

Web-basierter Dienst zur Suche und Anzeige von Kartenmaterialien

Basiert auf gigantischer Geo-Datenbank mit Vektor-Kartenmaterial und Satellitenaufnahmen

Bietet Möglichkeiten zur Routen-Suche und -Darstellung

Frei verwendbare API, aber Darstellung nur in einer Webbrowser-Komponente

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Graph Editing Framework (GEF)

OpenSource JAVA API (Tigris) zur Visualisierung von Graphen

Unterstützt Anlegen, Skalieren, Verschieben, Gruppieren und Verbinden von Objekten

Unterstützt XML-basierte Schnittstelle zum laden und speichern von Graphen (PGML)

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CityGML

Offener, XML-basierter Standard zur Beschreibung von topographischen Objekten

Vektor-basierte Gebäude-Abbilder, unterstützt aber auch Texturen

Darstellung in mehreren Level of Detail (LOD) möglich

2D und 3D-Darstellungen verwendbar

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Collaborative Workspace?

Der Leitstand ist ein CW per Definition!Mehrere zum Teil Autark agierende Teilnehmer einer Kollaboration arbeiten gemeinsam an einer Problembewältigung

Kollaboration findet im Leitstand und Rettungs-Szenario-übergreifend statt

Es gibt Entscheidungen die verteilt getroffen werden müssen und Entscheidungs-Hierarchien

Collaborative Workspace stellt bereitKonferenzsysteme

Entscheidungsunterstützung

Mehrbenutzereditoren

Hypermedia

Koordinationssysteme

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Kommunikation: Anforderungen

Parallele Informations-Übertragung und -Verarbeitung

Informationen müssen „schnell“ transportiert werden können

Leistungsfähiges Filtern (Information Hiding)

Teilnehmer kommen dynamisch hinzu und verschwinden

Sicherheitsaspekte: Wer darf welche Informationen bekommen bzw. welche Informationen verbreiten?

Keine P2P-Kommunikation möglich, da Partner manchmal nicht bekannt

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Dynamische Dienstanbindung

Sun Microsystems: JiniUnterstütz den Transport von Programm-Code

Reine Java-Implementierung, OpenSource!

RFC 3927: ZeroConfIP-Adressvergabe ohne DHCP (Link-Local IPv4 Adressen)

Namensauflösung ohne DNS-Server (Multicast DNS)

Apple: Bonjour (früher Rendezvous)In MacOSX integriert, zum Auffinden von Druckern und Netzwerkressourcen

Plattformübergreifend, OpenSource! Implementiert RFC 3927 (ZeroConf)

Microsoft: UPnPBasiert auf einer Reihe standardisierter Netzwerkprotokolle und Datenformate

Definiert Adressierung, Lokalisierung und Steuerung von Diensten

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Spontane Kommunikation

Webservices (SOA)Leichtgewichtige synchrone P2P-Aufrufsemantik

Rein „Anfragebasiert“, keine Transaktionen

ZeroC: ICE (ähnlich CORBA)Leichtgewichtige synchrone und asynchrone Aufrufsemantik

Stanford: iRoom / iROSTupelspace-basierte Kommunikation für Events und Daten

Punkt zu Mehrpunkt Aufruf-Semantik

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Stanford: iROS

interactive Room Operating Systemspeziell für collaborative, lose gekoppelte Umgebungen

Tuple SpacesDaten und Events werden auf einer Art „Blackboard“ „gepostet“ und können von jedem gelesen werden

ein Event => mehrere Empfänger

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Master-Thesis: Zielsetzung

Ziel ist der Aufbau eines Leitstand-Prototypen, dabei soll zumindest folgende Funktionalität erreicht werden:

Kartendarstellung des Einsatzgebietes

Anzeige von Sensoren und Visualisierung ihrer Werte

Anzeige der Position von Rettungskräften

Design eines Interfaces bzw. Frameworks zur Kommunikation von Systemen des Collaborative Workspaces innerhalb des Leitstandes

Optionale AnforderungenDirekte Übernahme von CityGML-Modellen und Darstellung selbiger in einer 2D-Ansicht

Definition und Integration einer Dialekt-Erweiterung für CityGML zur Annotation von für Rettungseinsätze wichtigen Informationen z.B.:

Feuersicherheit und Stärke von TürenPosition von Sensoren

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Master-Thesis: Realisierungsansatz

Realisierung eines exemplarischen Kommunikationsweges für die Übertragung und Darstellung von Sensordaten

Basiert auf der Location-Server-Implementation von Arno Davids

Wird zum Teil noch in AW2 stattfinden

Entwicklung eines Tuple-Spaces-basierten Frameworks zur Kommunikation zwischen den Systemen des CWS

Basierend auf Prinzipien von iROS

Um Rechte-System (evtl. Rollenbasiert) ergänzt

Erweiterung um dynamische Dienstanbindung durch z.B. Jini oder ZeroConf

Implementierung von Rescue-Szenario-spezifischen Erweiterungen

Entwicklung einer auf das GEF basierenden Indoor-Karte für den „Kommando-Tisch“ des Leitstandes

Spezielle Unterstützung von Drag `n Drop-Funktionen und Dateneingabe

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Master-Thesis: Risiken

Die Bereiche „Collaborative Workspace“ und „Usability“ sind nicht hart begrenzt, zudem sind die Anforderungen an einen Leitstand mannigfaltig:

Kann man sich verirren bei der Zielsetzung?

Gelingt der Spagat zwischen der Anforderung viele Technologien zu integrieren und Usability-Anforderungen einzuhalten?

Wie lange befindet man sich in dem Bereich der „theoretischen Überlegungen“ bzw. „Erprobung von Metaphern“ und wann bekommt man etwas greifbares, etwas real verwendbares? Und wie kann dieses dann validiert bzw. erprobt werden?

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Ausblick

Leitstand-Konzept nicht nur für Werks-Feuerwehr einsetzbar, mit zunehmender Gebäude-Sensorik und der Integration von Technologien evtl. der Leitstand der Zukunft für allgemeine Polizei und Feuerwehr

Nicht nur während der Desaster-Bekämpfung wichtig, ebenfalls einsetzbar für Simulation von Ernstfällen sowie der Planung und Optimierung von Rettungseinsätzen

Der Leitstand zur Koordination von Präventivmaßnahmen wie Gebäude-Inspektion

Der Feuerwehrmann mit Wearable-Computing Equipment vor Ort als „Content-Provider“

Daten über die inspizierten Gebäude (Bildinformationen, Text-Annotationen) werden gesammelt und gespeichert

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Literatur - Auszug 1/2

Hans Schaffers, Torsten Brodt, Marc Pallot, Wolfgang Prinz: The Future Workspace - innovative ways of mobile working. The book concludes with Perspectives on Mobile and Collaborative Working, 2005 ISBN: 978-90-75176-00-1, Quelle: http://www.mcm.unisg.ch/content/view/157/lang,de/, 2005/2006

NIST: iBR, http://www.bfrl.nist.gov/ibr/

Collaboration Wiki des Meta Collab: http://collaboration.wikia.com/wiki/Collaboration, 2005

FIT: Wear IT @WORK, http://www.wearitatwork.com/Emergency_Rescue.31.0.html

ETH Zürich: LISA (Location-based Information Systems and Applications), http://www.geoit.ethz.ch/research/lisa_de.html

Berkeley University of California: FIRE Project / SIREN, http://fire.me.berkeley.edu/ http://guir.berkeley.edu/projects/siren/

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http://www.mcm.unisg.ch/content/view/157/lang,de/

http://www.mcm.unisg.ch/content/view/157/lang,de/

http://www.bfrl.nist.gov/ibr/

http://www.bfrl.nist.gov/ibr/

http://collaboration.wikia.com/wiki/




http://www.wearitatwork.com/Emergency_Rescue.31.0.html




http://www.geoit.ethz.ch/research/lisa_de.html

http://www.geoit.ethz.ch/research/lisa_de.html

http://fire.me.berkeley.edu/

http://fire.me.berkeley.edu/

http://guir.berkeley.edu/projects/siren/





Literatur - Auszug 2/2

Project MESA, http://www.projectmesa.org/

HEMIND – Project, http://www.hemind-project.org/

RUNES, http://www.ist-runes.org/scenario.html

Stanford-University iWork, iROS, http://iwork.stanford.edu/

Graph Editing Framework (GEF), http://gef.tigris.org/

ZEROC ICE, http://www.zeroc.com/

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http://www.projectmesa.org/

http://www.projectmesa.org/

http://www.hemind-project.org/

http://www.hemind-project.org/

http://www.ist-runes.org/scenario.html

http://www.ist-runes.org/scenario.html

http://iwork.stanford.edu

http://iwork.stanford.edu

http://gef.tigris.org

http://gef.tigris.org

http://www.zeroc.com

http://www.zeroc.com


ENDE

27

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