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Anwendung von SPR2 am Beispiel der Stadt Bochum

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Das prototypische Entscheidungsunterstützungssystem dient der Verbesserung der rettungsdienstlichen Infrastruktur durch räumlich-, zeit- und nachfragegerechte Positionierung von Einsatzfahrzeugen unter Berücksichtigung mobiler Wachen. Dabei kombiniert das interaktive Tool wissenschaftliche Optimierungsmodelle mit dem Fokus auf Standort- und Ressourcenplanung sowie den empirisch benötigten Abdeckungsbedarf mit einer anwenderfreundlichen grafischen Benutzeroberfläche.

Basierend auf realen Einsatzdaten der Stadt Bochum zeigt eine vorangestellte Datenanalyse strukturelle sowie einsatzbasierte Gegebenheiten auf. Ziel der Datenanalyse ist es, den derzeitigen Stand des Rettungsdienstes und dessen relevante Kennziffern zu erfassen. Eine grundlegende Strukturanalyse des Rettungsdienstes bietet den Einstieg in die strategische und taktische Rettungsdienstbedarfsplanung und beinhaltet Informationen über die geografischen Gegebenheiten und verfügbaren Ressourcen. Im Rahmen der detaillierten Datenanalyse können Engpässe identifiziert und darauf aufbauend mit Hilfe von SPR² Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt werden.

Das Stadtgebiet in Bochum ist in Planquadrate der Größe 1 km² aufgeteilt. Diese abstrakte Visualisierung erleichtert die folgenden Berechnungen und Analysen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Anschließend an die vorangegangene strukturelle Datenerfassung folgt die Aufnahme und Analyse der Einsatzdaten. Tageszeit und ortsspezifische Gegebenheiten sind für die Optimierung und Simulation von Bedeutung und müssen bei der Planung berücksichtigt werden. Die vorliegenden Einsatzdaten sind hinsichtlich Konformität, aber auch hinsichtlich signifikanter Unterschiede, die bei der Planung berücksichtigt werden müssen, zu untersuchen.

Neben der zeitlichen Analyse ist für Bochum auch die räumliche Verteilung der Rettungsdiensteinsätze analysiert worden. Es ist zu erkennen, dass die Nachfrage pro Planquadrat zwischen 0 und mehr als 1800 Einsätzen pro Jahr schwankt. In der Abbildung ist ebenfalls eine typische Verteilung mit hohen Einsatzzahlen im Stadtzentrum und geringeren Einsatzzahlen in Industrie- und Randbezirken zu erkennen. Der gesamte Einsatz wird durch die automatisierte Übermittlung festgelegter Status-Meldungen der Einsatzfahrzeuge digital erfasst.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eine umfangreiche Datenerfassung dient neben der Datenanalyse so­wohl der Kalibrierung von Parametern für die Op­timierung als auch der Simulation. Darüber hinaus bieten umfangreiche historische Daten die Möglichkeit der besseren Spezifikation und Generierung von Prognosen und simulierten Daten. Für die Eingabe der grundlegenden städtischen und rettungsdienstlichen Infrastrukturen wurde ein grafisches User Interface entwickelt sowie das prototypische Tool SPR².

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die unten stehenden Abbildungen zeigen den Unterschied zwischen den ursprünglichen Standorten von Rettungsmitteln (status quo) und der Zuteilung durch das Optimierungsmodell am Beispiel der Stadt Bochum. Es ist zu erkennen, dass in der optimalen Lösung neben existierenden Rettungswachen (grün) auch flexible Standorte für Rettungsmittel (blau) genutzt werden. Zusätzliche flexible Wachen werden dabei hauptsächlich in den Rush Hours, verbunden mit geringen Geschwindigkeiten und hohen Einsatznachfragen, eingesetzt, um die Abdeckung insbesondere in den Randbezirken der Stadt zu gewährleisten.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Darüber hinaus ist für das Beispiel Bochum abgebildet worden, inwieweit eine qualitativ bessere Lösung durch das Optimierungsmodell verglichen mit dem status quo erzielt werden kann, basierend auf den Zuordnungen aus den vorherigen. Engpässe der aktuellen Zuordnung des Rettungsdienstes bilden die Unterversorgung (rot gefärbte Planquadrate) der Randgebiete und eine teilweise Überversorgung des Stadtzentrums (gelb und orange gefärbte Planquadrate). Durch die Umverteilung der Rettungsmittel und Nutzung der flexiblen Wachen kann mit Hilfe der optimalen Zuordnung eine deutlich bedarfsgerechtere Zuteilung der Ressourcen erfolgen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die vorher identifizierten Versorgungsengpässe können somit durch die Nutzung flexibler Wachen und eine tageszeitabhängige Reallokation der Rettungsmittel weitestgehend beseitigt werden. Die Ergebnisse der Simulation der Stadt Bochum sind in folgender Abbildung dargestellt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Abbildung visualisiert die Erreichungsgrade im gesamten Stadtgebiet unter Berücksichtigung der optimalen, bedarfsge­rechten Zuordnung von Rettungsmitteln. Grün markierte Planquadrate symbolisieren einen Erreichungsgrad von über 90 %, gelb markierte einen Erreichungsgrad von 80 – 90 % und die rot markierten Planquadrate, die vor allem am Stadtrand zu erkennen sind, einen Erreichungsgrad von unter 80 %. Es ist zu erkennen, dass die bedarfsgerechte Abdeckung der Einsatzgebiete, wie im Optimierungsmodell berücksichtigt, auch einen hohen Erreichungsgrad in den meisten Nachfragegebieten impliziert.

Das Tool unterstützt ein ganzheitliches Vorgehen, sodass basierend auf den Ergebnissen Handlungsempfehlungen gegeben werden können. Durch Kombination von Optimierung und Simulation lassen sich so zukünftige Engpässe frühzeitig identifizieren und proaktiv Gegenmaßnahmen ergreifen.