Veiligheid vergroten
MoSeS is een TechForFuture project dat in de zomer van 2013 is gestart. Hieronder staan de tussentijdse resultaten en het project heeft een vervolg gekregen. Het MoSeS project doet onderzoek naar de ondersteuning van hulpverleners bij calamiteiten. Een adequate informatievoorzienig is cruciaal voor professionele hulpverleners – denk aan de brandweer – om de veiligheid van personen (met name eigen personeel) te maximaliseren en de schade door calamiteiten zo veel mogelijk te beperken.
In de praktijk is vaak te weinig informatie beschikbaar, of is de informatie niet gedetailleerd genoeg. Een voorbeeld: als een bevelvoerder zijn manschappen een brandend gebouw in stuurt, weet hij niet (meer) exact waar zijn manschappen zich bevinden of hoe het met ze gaat (denk aan fysiologische factoren of de resterende hoeveelheid ademlucht). De bevelvoerder weet dus niet of zijn manschappen gevaar lopen of hoe lang ze nog inzetbaar zijn.
Real-time inzicht
Binnen het MoSeS-project is een idee en mogelijkheid gelanceerd om, met behulp van innovatieve technologie, real-time inzicht in de situatie te krijgen. Dit beeld is van doorslaggevend belang bij het nemen van beslissingen. Het voornaamste doel van het systeem dat in MoSeS als proof-of-concept ontwikkeld is, is het verschaffen van deze real-time situational awareness.
Onderstaand filmpje laat zien hoe MoSeS in de praktijk werkt en welke voordelen het biedt aan de brandweer.
Het MoSeS-systeem helpt de bevelvoerder:
- communicatie met manschappen te hebben, zonder afhankelijk te zijn van bestaande netwerkinfrastructuur
- inzicht te krijgen in de dynamische omgevingsfactoren bij een calamiteit, zoals de locatie van slachtoffers, aanwezigheid van gevaarlijke stoffen, etc.
- oververhitting, uitputting en andere gezondheidsrisico’s bij zijn manschappen te voorkomen
- een goed overzicht te krijgen van de positie van de manschappen, ook als daar geen GPS-ontvangst mogelijk is (bijvoorbeeld in gebouwen)
Gebruik van smartphones en tablets
Het project maakt zoveel mogelijk gebruik van gangbare technologie die in massa beschikbaar is tegen een relatief lage prijs, bijvoorbeeld mobiele devices als smartphones en tablets. Hedendaagse smartphones en tablets zijn krachtige computers met diverse sensoren aan boord. Via Bluetooth zijn tal van andere sensoren te koppelen.
Binnen MoSeS is de smartphone de spil in een sensornetwerk om de brandweerman heen, waarmee data verzameld wordt over de locatie en fysieke gesteldheid van de brandweerman (denk aan hartslag, ademhaling, temperatuur en resterende hoeveelheid ademlucht). Via een ad-hoc netwerk kan relevante sensordata op een efficiënte manier gedeeld worden met de tablet van de bevelvoerder.
MoSeS kan op een tablet een tactische visualisatie van de locatie van het incident en de situatie van zijn manschappen laten zien en heeft daarmee voor het eerst in de geschiedenis van de brandweer real-time situational awareness. Het MoSeS-systeem maakt het optreden van de brandweer veiliger en efficiënter.
Ondersteuning voor hulpverleners
Het MoSeS systeem ondersteunt ‘first responders’ bij het uitvoeren van hun taak. Denk hierbij, naast de brandweer, aan de politie, de kustwacht, reddingteams etc. Hoewel deze hulpverleners en hun werkomgeving verschillen, hebben ze een aantal gemeenschappelijke elementen. Zo is er altijd sprake van een ‘Object of Emergency’ (OoE) of ‘Site of Emergency’ (SoE) waarin een team moet opereren. Dit kan een gebouw zijn wat in brand staat, een gebouw dat ingestort is, of een schip dat geïnspecteerd moet worden. Het kan echter ook een evenemententerrein zijn, of de locatie van een bosbrand of overstroming.
De figuur hierboven is van toepassing op de brandweer. Elke brandweerman in het gebouw beschikt over een smartphone. Deze smartphone verzamelt gegevens van sensoren in het Personal Area Netwerk (PAN) van de brandweerman en stuurt deze via een mobiel ad-hoc netwerk (MANET) door naar de tablet van de bevelvoerder, die zijn team ondersteunt en aanstuurt vanaf een veilige plek buiten het gebouw. Het is zeer wenselijk dat de bevelvoerder ten alle tijde:
1. weet waar zijn teamleden zijn
2. kan communiceren met zijn teamleden
3. weet of zijn teamleden in gevaar zijn.
Daarnaast moet een bevelvoerder ook beschikken over alle overige relevante informatie over de calamiteit. Dit is mogelijk vanwege een overzichtelijke weergave van de operationele situatie op zijn tablet.
MoSeS key capabilities
MoSeS heeft onderzoek gedaan naar onderstaande functionaliteiten, die de kern van het systeem vormen.
Seamless localisation
Binnen het aandachtsgebied seamless localisation keken we naar locatiebepaling en dan met name binnen gebouwen of op andere locaties waar GPS-ontvangst niet (meer) mogelijk is. We maakten onder andere gebruik van inertiaalsensoren op de schoen van de brandweerman om verplaatsingen ten opzichte van een (bekend) beginpunt te meten. Buiten wordt de locatie van de brandweerman bepaald op basis van GPS en de inertiaal sensor, binnen neemt de inertiaalsensor het over. Door gebruik te maken van kaartinformatie van het betreffende gebouw is positionering op kamerniveau haalbaar. Door gebruik te maken van ‘particle filters’ kan kaartinformatie van het gebouw redelijk eenvoudig gebruikt worden om de plaatsbepaling te verbeteren.
Health status monitoring
In MoSeS onderzochten we ook hoe sensordata ontsloten kon worden. Een van de doelen van MoSeS was om de gezondheidsstatus en inzetbaarheid van de brandweerman te voorspellen, en dat begint met het betrouwbaar meten van fysiologische factoren zoals hartslag en ademhaling, maar bijvoorbeeld ook de resterende hoeveelheid ademlucht. Op basis van kansrekening maakten we een model waarmee, op basis van kenmerken van de persoon en sensorinformatie die via MoSeS ontsloten wordt, een voorspelling gemaakt kan worden van de gezondheidsstatus /inzetbaarheid van manschappen.
Seamless communication
Een derde aandachtspunt binnen MoSeS was seamless communication. Hierbij keken we hoe er met smartphones een betrouwbaar mobiel ad-hoc netwerk (MANET) opgezet kon worden zodat (data)communicatie tussen de teamleden onderling en tussen teamleden en bevelvoerder plaats kan blijven vinden, zelfs bij uitval van bestaande netwerkvoorzieningen in een gebouw. Dataverkeer reist dan via meerdere hops (letterlijk: via diverse smartphones) van teamlid richting bevelvoerder of omgekeerd. Teamleden kunnen speciale ‘repeater nodes’ inzetten als ze buiten elkaars radiobereik raken. Zo’n repeater node (relay) heeft in principe alleen een communicatiefunctie en heeft dus geen display en geen (aangesloten) sensoren.
Tactical visualisation
Binnen het vierde aandachtsgebied, tactical visualisation, keken we hoe de informatie over de ‘Site of Emergency’ en de status van de manschappen zo goed mogelijk gevisualiseerd kan worden voor de bevelvoerder. Het is hierbij vooral zaak om informationoverload te voorkomen, maar wel alle relevante informatie overzichtelijk te presenteren. We ontwikkelden een tabletapplicatie waarmee de bevelvoerder continu inzage heeft in de locatie en status van zijn manschappen, ook als zij zich op verschillende bouwlagen bevinden. De tablet kan tevens gebruikt worden om de locatie van slachtoffers, de brandhaard, of eventuele gevaarlijke stoffen of gevaarlijke situaties te markeren. Tot slot kan de bevelvoerder op zijn tablet bijhouden welke ruimtes al doorzocht zijn.
Voor de manschappen ontwikkelden we een prototype van een intuïtieve HMI, die uiteindelijk in een ademluchtmasker geplaatst zou moeten worden. Via een HUD ontvangt de manschap informatie over zijn resterende ademlucht en waarschuwingen over zijn gezondheidsstatus.
Het MoSeS systeem met de hierboven beschreven eigenschappen is in staat om first responders veiliger en efficiënter hun taken te laten uitvoeren.
Partners:
- Saxion: lectoraten Ambient Intelligence & Risicobeheersing
- Windesheim: lectoraat ICT-innovaties in de zorg
- Luciad
- Thales
- FIGO, Inertia Technology, Leap Development, Mobidot, NDIX, Smart Signs
- Veiligheidsregio Twente
- Veiligheidsregio IJselland
