Forschungs­pro­jekt „Nebu­lOuS“

Eine der schwie­rigs­ten Heraus­for­de­run­gen bei der Bewäl­ti­gung von Groß­ka­ta­stro­phen wie Über­schwem­mun­gen, Erdbe­ben und Wald­brän­den ist die Koor­di­nie­rung von Einsatz­kräf­ten, Mate­rial und Ausrüs­tung der verschie­de­nen Betei­lig­ten. Ein klares Bild von der Situa­tion im betrof­fe­nen Gebiet zu erhal­ten, ist für die Einsatz­lei­tung von entschei­den­der Bedeu­tung und ermög­licht den effi­zi­en­ten und siche­ren Einsatz der verfüg­ba­ren Ressour­cen. Da diese Krisen­si­tua­tio­nen jedoch von Natur aus unklar sind, ist selbst die Beant­wor­tung einfa­cher Fragen, wie die Zugäng­lich­keit bestimm­ter Gebiete oder die struk­tu­relle Stabi­li­tät von Gebäu­den, eine mühsame und zeit­auf­wän­dige Aufgabe. 

Die tech­no­lo­gi­schen Möglich­kei­ten der Daten­er­fas­sung und -verar­bei­tung sind im letz­ten Jahr­zehnt rasant gestie­gen und werden heute in fast allen Bran­chen genutzt. In Krisen­sze­na­rien sind jedoch die vorhan­dene Kommu­ni­ka­ti­ons­in­fra­struk­tur und damit die Verar­bei­tungs­ka­pa­zi­tä­ten unter­bro­chen und können nicht komfor­ta­bel genutzt werden. Daher werden Planungs­in­stru­mente für den alltäg­li­chen Notfall­dienst häufig nur einge­schränkt genutzt. 

Während des Hoch­was­sers 2021 in Süd-West­deutsch­land behin­derte ein voll­stän­di­ger Ausfall der Mobil­funk­netze und sogar der digi­ta­len Funk­sys­teme nicht nur die Kommu­ni­ka­tion, sondern schränkte auch den Zugang zu den Verar­bei­tungs­mög­lich­kei­ten für die Analyse der anfal­len­den Daten stark ein. Das Ziel von Nebu­lOuS ist es, auch in Krisen­sze­na­rien eine umfas­sende Kommu­ni­ka­tion und Daten­ver­ar­bei­tung zu ermög­li­chen, indem eine flexi­ble Fog-Compu­ting-Platt­form bereit­ge­stellt wird, die sich an die jewei­lige Situa­tion anpas­sen kann. 

Durch die Kombi­na­tion der Nebu­lOuS-Platt­form mit moder­nen LPWAN-Tech­no­lo­gien kann nicht nur das von @fire während des Hoch­was­sers 2021 entwi­ckelte Situa­ti­ons­kar­ten­sys­tem brei­ter genutzt und verwal­tet werden, sondern es können auch erst­mals KI-Algo­rith­men auf mehre­ren Ebenen des Edge-Cloud-Konti­nu­ums einge­setzt werden, um verfüg­bare Daten zu verar­bei­ten, Infor­ma­tio­nen zu veri­fi­zie­ren und das Situa­ti­ons­be­wusst­sein der Mitar­bei­ter des Krisen­ma­nage­ments und der Einsatz­kräfte deut­lich zu verbessern. 

Das BIBA (Deutsch­land, FTE) wird die dyna­mi­sche Situa­ti­ons­karte im Nebu­lOuS-System imple­men­tie­ren und mit seinem LPWAN-Sensor­sys­tem „USGnode“ als Schlüs­sel­part­ner im Anwen­dungs­fall erwei­tern. @fire (Deutsch­land, NGO) ist eine deut­sche inter­na­tio­nal tätige Kata­stro­phen­schutz­or­ga­ni­sa­tion, die die Nebu­lOuS-Platt­form und die dyna­mi­sche Karte mit loka­ler Kommu­ni­ka­ti­ons­in­fra­struk­tur in Kata­stro­phen­sze­na­rien testen wird. 

Wenn das @fire-Krisenreaktionsteam in einem Kata­stro­phen­ge­biet einge­setzt wird, dient die OSIRAS-Station (Ordnance Shel­ter for Inter­ven­tion Rescue and Ambu­lance SlideOn) als mobi­ler Koor­di­nie­rungs­punkt der Einheit. Nebu­lOuS wird sie mit LPWAN-Kommu­ni­ka­tion und einer Edge-Cloud erwei­tern, die mit ande­ren von Nebu­lOuS verwal­te­ten öffent­li­chen Cloud-Ressour­cen verbun­den wird, sofern eine Inter­net­ver­bin­dung verfüg­bar ist. Die in der Region einge­setz­ten Teams werden über eine App Infor­ma­tio­nen an das System melden, die direkt in die Lage­be­ur­tei­lung einflie­ßen. Ergänzt werden diese Daten durch Daten von LPWAN-Senso­ren, die rele­vante Feld­da­ten wie Wasser­stände, struk­tu­relle Verän­de­run­gen, Wetter­be­din­gun­gen und Ausrüs­tungs­stand­orte melden.