Upload
hacong
View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
Leitstand für Desaster-Szenarien
1
Ein Leitstand-Konzept unter Anwendung von Paradigmen aus den Bereichen Collaborative Workspace und Usability
1
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
Ihre Fragen?
Bitte stellen Sie Ihre Fragen unmittelbar wenn sie entstehen!Machen Sie wenn nötig auf sich aufmerksam.Für allgemeine Fragen die sich nicht auf den Inhalt der aktuellen Folie beziehen, bleibt am Ende des Vortrages noch Zeit.
22
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
Das Szenario
Grossbrand auf dem Frankfurter Flughafen
Brandbekämpfung durch Werksfeuerwehr
44
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
55
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
Übersicht: Rescue-Projekt
6
Zusätzliche Konzepte aus anderen AW2-Bereichen lassen sich hier integrieren!
6
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
77
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
88
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
Bestehende Leitstand-Anwendungen
Polizei Hamburg: HELS (früher HELP)
Knürr: Integriertes Leitstand-System
Einsatzleitwagen der Feuerwehr Karlsruhe
99
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1010
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1111
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1212
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1313
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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)
1414
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1515
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1616
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1717
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1818
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
1919
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
2020
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
2121
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
2222
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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?
2323
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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
2424
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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/
2525
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
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/
2626
Andreas Piening Seminar / Ringvorlesung Seite
ENDE
27
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Bitte stellen Sie Ihre Fragen.
27