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.