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Zivile unbemannte Luftfahrtsysteme in der Akutphase internationaler humanitärer Hilfseinsätze
(2019)
Diese Arbeit konstruiert Einsatzbereiche ziviler unbemannter Luftfahrtsysteme in humanitären Hilfseinsätzen unmittelbar nach einer Katastrophe. Die Auswertung der Schnittmenge der technischen Fähigkeitsanalyse mit der – unter Verwendung von Experteninterviews durchgeführten – operativen Bedarfsanalyse des humanitären Sektors stellt die Basis für die Konstruktion der neun Anwendungsbereiche dar. Abschließend werden diese vor einem technischen, rechtlichen sowie ethischen Hintergrund diskutiert und bewertet.
Die Funktionsfähigkeit der öffentlichen Verwaltung ist auch und gerade bei einem Ausfall oder einer Beeinträchtigung Kritischer Infrastrukturen notwendig für die Aufrechterhaltung der Gesellschaft und des Staates. Ausgehend von dieser These wird zwischen Dezember 2018 und Februar 2019 eine Umfrage in den Landkreisen, Städten und Gemeinden des Regierungsbezirks Stuttgart durchgeführt. In ihr wird der Vorbereitungsgrad der öffentlichen Verwaltung hinsichtlich einer Versorgungsmangellage erfasst. Dabei wird ausschließlich die Versorgung des Personals innerhalb der Verwaltungseinrichtung betrachtet. Es wird untersucht, ob Vorsorgemaßnahmen für die Bereiche Trinkwasser, Nahrungsmittel, beheizte und beleuchte Räumlichkeiten, Sanitäranlagen, Ruhe- und Schlafmöglichkeit sowie Bargeld für die Gehälter der Mitarbeitenden getroffen sind. Als Vorsorgemaßnahmen werden generelle Planungen, Vorräte und Rahmenverträge mit Privatunternehmen betrachtet. Die Antworten werden von den Umfrageteilnehmenden hinsichtlich ihrer zeitlichen Auslegung eingeordnet. Zusätzlich werden die Teilnehmenden zu Planungsgrundlagen, Verbesserungspotenzial und einer Einschätzung der eigenen Vorbereitungen befragt. Diese Bachelorarbeit wertet die Umfrageergebnisse aus. Die Antworten zeigen, dass rund die Hälfte der Befragten eine Notstromversorgung besitzt und rund jede fünfte Einrichtung Planungen für die Trinkwasserversorgung der Mitarbeitenden vorhält. Darüber hinaus sind Vorbereitungen zur Versorgung des Personals nur vereinzelt vorhanden. Spezifische Vorräte für einen Ausfall der Versorgungsleistungen sind nur bei wenigen Befragten in geringem Maße vorhanden. Dennoch zeigt sich durch Alltagsvorhaltungen eine Latenzzeit bis zum Funktionsausfall. Rahmenverträge zur redundanten Sicherstellung der Versorgung sind nur selten abgeschlossen. Die Befragten geben an, dass sie für die Bearbeitung der Thematik Bedarf an weiteren Hilfestellungen haben. Die bekannten Schutzniveaus 72 Stunden (Notstromversorgung) und 14 Tage (Notvorräte der Bevölkerung) sind nicht oder nur sehr bedingt auf den Sektor Staat und Verwaltung zu übertragen. In der Auswertung der Ergebnisse werden drei Möglichkeiten identifiziert, um den Vorbereitungsgrad zu optimieren: Die Erhöhung der Vorhaltungen, das Optimieren der Planungen und das Abschließen von Rahmenverträgen. Darüber hinaus sind langfristig und einrichtungsunabhängig die derzeitigen Zuständigkeiten zu prüfen, einheitliche Schutzniveaus zu etablieren sowie eine gesellschaftliche und politische Kommunikationskultur hinsichtlich der Risiken eines Ausfalls oder einer Beeinträchtigung Kritischer Infrastrukturen aufzubauen.
Diese Arbeit wertet Leistellendaten von zwei Landkreisen aus und untersucht dabei, welche Veränderung hinsichtlich der mittleren Anzahl und Dauer von Rettungsdiensteinsätzen im Zeitraum der COVID-19-Pandemie aufgeteilt nach Stunden- und Tageskategorien besteht. Anschließend werden die Veränderungen von Anzahl und Dauer beider Landkreise verglichen, um diese auf Unterschiede zu prüfen. Da in der aktuellen Literatur unzureichend dargelegt ist, wie Veränderungen des Einsatzanzahl oder -dauer im Rettungsdienst zwischen Kreisen sowie über die Tage und Tagesstunden verteilt sind, trägt diese Untersuchung dazu bei diese Forschungslücke zu schließen. Die statistische Auswertung der Leitstellendaten umfasst mehrere Schritte, sodass zuerst eine Aufbereitung durchgeführt wird, bevor die mittlere Einsatzanzahl und -dauer für vier Zeiträume sowie die prozentuale Veränderung zwischen einem Zeitraum vor und drei Zeiträumen während der Pandemie ermittelt werden. Im Anschluss wird die Veränderung mittels Kruskal-Wallis-Test beziehungsweise Varianzanalyse nach Welch auf Signifikanz überprüft. Abschließend erfolgt ein qualitativer Vergleich zwischen den Kreisen. Die Untersuchung zeigt, dass hinsichtlich Einsatzanzahl und -dauer zu allen drei Zeitraumen in der Pandemie Zu- und Abnahmen auftreten. Die Anzahl nimmt zum ersten Zeitraum in beiden Kreisen überwiegend ab, sowie zum vierten Zeitraum mehrheitlich zu, während zum zweiten Zeitraum im Lahn-Dill-Kreis eine häufigere Abnahme und im Main-Taunus-Kreis eine geringfügig überwiegende Zunahme vorliegt. Die Einsatzdauer unterliegt zum zweiten Zeitraum im Lahn-Dill-Kreis einer überwiegenden Zunahme und im Main-Taunus-Kreis einer überwiegenden Abnahme, während zum dritten sowie vierten Zeitraum in beiden Kreisen einer Steigerung stattfindet. Im Vergleich beider Gebietskörperschaften zeigen bei der Einsatzanzahl die Veränderungen zum zweiten und vierten Zeitraum und bei der Dauer die Veränderungen zum dritten und vierten Zeitraum mit der Mehrheit der Stundenkategorien Gemeinsamkeiten. Das Pandemiegeschehens sowie die nichtpharmazeutischen Interventionen sowie deren Folgen stellen Faktoren für die Veränderung von Einsatzanzahl und -dauer dar. Die geografische Lage sowie die lokale Ausgestaltung von Rettungsdienst und Krankentransport begründen, zusätzlich zu den oben genannten Aspekten, Unterschiede zwischen den Kreisen.
In der vorliegenden Arbeit wird mit dem Geoinformationssystem ArcGIS Pro auf Basis eines digitalen Geländemodells mit einer Gitterweite von einem Meter eine Topographische Gefährdungsanalyse durchge-führt. Damit werden die Auswirkungen von Starkregenereignissen auf die Gefahrenabwehr abgeschätzt. Diese wird für das gesamte Gebiet des Rhein-Sieg-Kreises in Nordrhein-Westfahlen durchgeführt. Die in dieser Analyse betrachteten Organisationen der Gefahrenabwehr sind Feuerwehren, Rettungsdienst und die Ortsverbände des THW im Kreisgebiet. Für die genannten Organisationen werden zunächst die Standorte sowie die dort stationierten Einheiten bzw. Fahrzeuge ermittelt und im Anschluss kartiert.
Mittels der Topographischen Gefährdungsanalyse werden ausschließlich anhand der Oberflächenbeschaffenheit Geländesenken und oberflächige Fließwege errechnet. Diese werden nach Prüfung und Bearbeitung zur Ermittlung der potentiellen objektbezogenen Gefährdungen der Liegenschaften der Organisationen sowie der Straßeninfrastruktur genutzt. Das für die Berechnung genutzte Untersuchungsgebiet erstreckt sich dabei in einigen Bereichen über die Verwaltungsgrenzen des Rhein-Sieg-Kreises hinaus, um die Grenzen der Wassereinzugsgebiete zu berücksichtigen.
Am Ende der Analyse werden aus den Ergebnissen beispielhaft Karten für die Organisationen der Gefahrenabwehr erstellt, um die Gefährdungen in einer übersichtlichen Form zu visualisieren und die Informationen nutzbar zu machen. Diese werden sowohl an die Art von seismischen Mikrozonierungskarten angelehnt als auch an bestehende Karten, wie sie z.B. bei den Feuerwehren genutzt werden, angepasst.
Aus der Bewertung der Standorte der Organisationen anhand der ermittelten Senken ergibt sich eine hohe Anzahl von etwa zwei Dritteln der Liegenschaften, welche durch Starkregenereignisse verursachte Überflutungen gefährdet sind. Daraus lässt sich ein Bedarf weiterer Untersuchungen ableiten. Auf Basis von Starkregengefahrenkarten, die auf komplexeren Berechnungsmodellen beruhen sowie Einzelfallbetrachtungen sollten diese Gefährdungen bestätigt oder widerlegt werden.
Notrufnummern dienen als einfaches Kommunikationsmittel aller Hilfeersuchen der Bevölkerung in Notfällen. Es ist eine optimale Nutzung der Rettungsinstanzen sicherzustellen. Daher ist es notwendig herauszuarbeiten, inwieweit die Bevölkerung, zur Nutzung der Rufnummer des ärztlichen Bereitschaftsdienstes 116117, sensibilisiert ist. Sie stellt eine Entlastung des Regelrettungsdienstes dar. Um ein Meinungsbild der Bevölkerung hinsichtlich Rufnummernpräferenzen zu erhalten, wird eine Umfrage mit konkreten Beispielen analysiert. Es werden Handlungsempfehlungen genannt, um die Bevölkerung auf den ärztlichen Bereitschaftsdienst aufmerksam zu machen.
Diese Thesis befasst sich mit der Frage, in welcher Art und Weise sich das deutsche Feuerwehrwesen verändern und anpassen muss, um den abwehrenden Brandschutz nachhaltig sicherzustellen.
Ausgangspunkt ist die Problemstellung, dass einige Freiwillige Feuerwehren besonders tagsüber und vornehmlich im ländlichen Räumen nicht mehr den gesetzlichen Schutzzielen und Anforderungen entsprechen können. Um dieser Frage nachgehen zu können, ist die Methode des Benchmarkings auf Gefahrenabwehrsysteme adaptiert worden. Da die Forschungen innerhalb des deutschen Feuerwehrwesens nicht zielführend waren, ist das Benchmarking international und organisationsvergleichend ausgerichtet worden. Die Niederlande konnte als Vergleichspartner konstatiert werden, weil diese eine große kulturelle Ähnlichkeit zum deutschen Feuerwehrwesen aufweist und regionalisiert agiert. Das Merkmal der Regionalisierung stellte sich im europäischen Raum als eine vielversprechende Variante der Organisationsgestaltung heraus.
Der Benchmarkingprozess ist morphologisch beibehalten worden. Die Analysen, Vergleiche und Bewertung erfolgten nach Vorbild der Organisationsanalyse nach den Ausführungen von Wenger, Thom und Ritz, welche in das Benchmarking implementiert wurden. Diese Vorgehensweise stellte sich als erfolgreich heraus.
Die Verbesserungs- und Handlungsoptionen für das deutsche Feuerwehrwesen aus dem Benchmarking mit den Niederlanden sind folgende:
• Bündelung und Verknüpfung von Gefahrenabwehraufgaben in
regionalen Strukturen sowie die Regionalisierung der
Feuerwehren
• Anpassung der Schutzziele und Hilfsfristen an
Effizienzkriterien und Risiko unter der Bedingung weiterer
einhergehender Maßnahmen (Wandel von einer
strukturqualitätsorientierten hinzu einer
prozessqualitätsorientierten Philosophie)
o Standardisierung der Ausbildung aller
Feuerwehrdienstleistenden (in Modulen) und I
Intensivierung der ehrenamtlichen Ausbildung
o Festlegen der Staffel als Standardeinheit
o Einführung von Zwischenebenen zwischen
freiwilliger/zufälliger und beruflicher/sicherer
Verfügbarkeit
o Vergütung von arbeitsverhältnisähnlichen Dienstzeiten
o Reduzierung der Fahrzeugvielfalt
o Risikoorientierente und regionalstrukturierte
Fahrzeugvorhaltung
o Objektbezogene Risikoanalyse
o Einführung eines Qualitätsmanagementsystems und eines
standardisierten Controllings
o Transparenz- und Einbindungsstrategie mit der
Öffentlichkeit verfolgen
Weitere Maßnahmen, die sich zwar im heutigen Feuerwehrsystem umsetzen ließen und die Effektivität und Effizienz steigern würden, aber nicht das Problem der nicht erreichbaren Schutzziele beheben könnten, sind Maßnahmen wie die Etablierung des Krisenmanagements, die wissenschaftliche Erschließung des Feuerwehrwesens, die Bündelung rückwärtiger Tätigkeiten oder die Weiterentwicklung des Führungssystems hinsichtlich mehrstufiger Skalierbarkeit sowie wirkungsvoller und interdisziplinärer Zusammenarbeit.
Basierend auf einer systematischen Literaturrecherche werden in dieser Arbeit Empfehlungen zur Reaktion auf den Ausfall der Wasserversorgung in deutschen Pflegeheimen erstellt. In Experteninterviews werden diese Empfehlungen von Expert*innen aus dem Pflegeheimbereich auf deren Umsetzbarkeit hin bewertet. Basierend auf den Expertenrückmeldungen wird ein Leitfaden zur Vorplanung und Reaktion auf einen Ausfall der Wasserversorgung in Pflegeheimen erstellt. Aus Verbrauchsdaten von Pflegeheimen wird der Normalverbrauch an Wasser ermittelt und mit Literaturdaten verglichen. Dabei zeigen sich starke Unterschiede zwischen den Werten. Bei Annahme des höchsten Wertes von 180 Litern/Person und Tag werden ca. 130 % des deutschen Durchschnittsverbrauches
benötigt. Bei Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen im Ereignisfall sinkt der Verbrauch je Pflegeheimbewohner*in auf 58 bzw. 70 Liter/Tag ab. Das liegt 5 Liter unterhalb der von der Ersten Wassersicherstellungsverordnung vorgesehenen Menge für den Verteidigungsfall. Neben Maßnahmen zur Verbrauchsreduktion werden auch Lösungen zur leitungsungebundenen Verteilung des Wassers in der Einrichtung erarbeitet. Eine Erprobung der vorgeschlagenen Maßnahmen könnte deren Umsetzbarkeit abschließend bewerten und auch die Abschätzung der Verbrauchsmenge bestätigen oder widerlegen.
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit an der Technischen Hochschule Köln, deren Bearbeitungszeit vom 20.1.2017 bis 24.3.2017 ist, wird durch ein technisches Experiment geprüft, ob diverse Technologien zur 3D-Erfassung und Rekonstruktion geeignet sind Gebäudeinnenräume so zu erkunden, dass die Gefahrenabwehr dadurch einen höheren Nutzen hat, als es bei einer persönlichen oder autonomen Videoerkundung der Fall ist. Dies soll vor allem dann helfen, wenn Gebäude nicht mehr betreten werden sollten, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn das Gebäude durch Erdbebenschäden einsturzgefährdet oder mit Gasen kontaminiert ist. 3D-Modelle einer Umgebung haben u.a. den Vorteil, dass problemlos neue Blickwinkel eingenommen, Maße ermittelt und Planungen für Rettungseinsätze oder Evakuierungen effizienter durchgeführt werden können, ohne Bildmaterial aufwendig zu sichten. Zudem können die Ergebnisse für spätere Evaluationen und Trainings genutzt werden. Um diese Geeignetheit festzustellen werden Beurteilungskriterien erarbeitet, die ein potentielles System erfüllen muss. Diese Kriterien sind: Günstig in der Beschaffung, Zeit bis zu einer 3D-Darstellung, leichte Bedienbarkeit, Qualität bzw. Informationsgewinnung aus der Darstellung (Erkennung von Zugängen und Personen), Lieferung von Zusatzinformationen (beispielsweise Maßangaben) und ob das System Online oder Offline funktionsfähig ist. Um diese Kriterien beurteilen zu können, werden Systeme der drei Haupttechnologien in der 3D-Erfassung (Laserscanner GeoSLAM ZEB-REVO, RGB-D-Kamera Microsoft Kinect und FARO Freestyle3D, Fotogrammetrie mit der Software Agisoft PhotoScan) in einem Versuch überprüft. Dabei wird das Labor für Großschadensereignisse der Technischen Hochschule Köln, der angrenzende Flur und das angrenzende Treppenhaus gescannt bzw. erfasst und rekonstruiert, wobei die nötigen Daten ermittelt werden. Dabei stellt sich heraus, dass der FARO Freestyle3D mit seiner RGB-D-Technologie und der Software FARO Scene als einziges System alle Kriterien erfüllt und somit für den Zweck der Erkundung in diesem Kontext geeignet ist. Der Microsoft Kinect Sensor mit der Software FARO Scene hat, durch Fehler in der Rekonstruktion, Schwächen in der Darstellungsqualität. Dies gilt auch für die Kombination aus GeoS-LAM ZEB-REVO/CloudCompare, da hiermit kein Farbscan erstellt werden kann und somit eine Erkennung von Objekten (z.B. geschlossene Türen) erschwert wird. Die Fotogrammetrie dauert mit einer Berechnungsdauer von ca. 38 Stunden zu lange, um in Notfallsituationen einen Nutzen zu bieten und liefert außerdem falsche Maßangaben.
Nicht näher betrachtet wird in dieser Arbeit die (autonome) Erkundung durch Roboter oder Drohnen, die die Geräte transportieren können, Strom- und Datenübertragungsproblematiken, andere ergänzende Sensortechniken und die Erkundung in dunkler Umgebung.
Die Kraftwerksunglücke in Fukushima und Tschernobyl gelten wohl gemeinhin als Inbegriff für die Allgegenwärtigkeit der Gefahr eines kerntechnischen Unfalls mit schwerwiegenden Folgen für Mensch und Umwelt sowie einem tiefen Eingriff in die Wirtschaft und das öffentliche Leben. Kernschmelzen können die unterschiedlichsten Ursachen haben. Plötzlich finden physikalische Prozesse statt, die nicht mehr verhindert, sondern allerhöchstens herausgezögert werden können – die Arbeit der Behörden beginnt. Doch was wäre, wenn die Abstimmung zwischen den Entscheidungsträgern zu lange dauert, wenn die Katastrophenschutzpläne lückenhaft sind, eine rechtzeitige Bevölkerungswarnung ausbleibt, die Verkehrsträger mit der Aufnahme von Menschenmassen völlig überfordert sind oder sich die Aufnahmegebiete im Bereich der radioaktiven Wolke befinden?
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit eben diesen Themen und zeigt Problematiken im Evakuierungsablauf auf. Im Verlauf der Arbeit wird anhand des Standes der Wissenschaft und Technik sowie Referenzereignissen und zwei Fallbeispielen ein Evakuierungskonzept entwickelt, das neue Denkansätze in bestehende Konzepte einarbeitet. Die genaue Planung und Konzeptionierung von Evakuierungs- und Notfallmaßnahmen stehen daher unter Betrachtung der Unzulänglichkeiten und Defizite beim Krisenmanagement im Mittelpunkt dieser Arbeit. Unter Berücksichtigung der Empfehlungen der Strahlenschutzkommission, der AG Fukushima, des Bundestages sowie des Bundesamtes für Strahlenschutz werden Evakuierungsrouten entwickelt und die Verkehrsträger Straße, Schiene, Schifffahrt und Luftverkehr auf deren Tauglichkeit und Kapazität geprüft. Zudem wird erläutert, wie eine Zusammenarbeit zwischen den Entscheidungsträgern des Landes und der Katastrophenschutzbehörden in Form eines weisungsbefugten bundeseinheitlichen Führungsstabes gestaltet werden kann.
Nicht zuletzt gilt es, den Weg für ein zukünftig funktionierendes Krisenmanagement im Fall eines kerntechnischen Unfalls zu ebnen, eine fundierte internationale und grenzüberschreitende Planungsgrundlage zu bieten und notwendige Maßnahmen der Behörden und Ministerien für eine effektive Gefahrenabwehr und einen funktionsfähigen Evakuierungsablauf aufzuzeigen.
This bachelor thesis addresses the issue of how school resilience can be measured and assessed quantitatively. Schools as social infrastructures have a significant value for society. Yet, on a global scale, they, and therefore the respective community as well, are continuously endangered by a variety of threats such as natural disasters or violence and mental abuse affecting students, parents and school staff. However, these threats differ greatly depending on climatic and geographical conditions as well as on the socio-cultural context of the corresponding community. To strengthen school resilience against potential threats and to ensure education continuity despite the occurrence of these disruptions, a methodology is developed to measure and assess school resilience in conjunction with its specific circumstances. Initially, qualitative and quantitative (composite) indicators are identified and categorised with the help of a Systematic Literature Review and Mayring's Qualitative Content Analysis. These are subsequently developed into a Comprehensive Index for School Resilience (CISR). Building on this, a pre-existing assessment methodology, which uses Likert-Scales arranged in questionnaires to assign quantitative values to the composite indicators, is adapted to operationalise the CISR and by an exemplary application at Europaschule Troisdorf, the methodology is adapted to the socio-cultural conditions in Germany using an expert’s operational and contextual knowledge. The results obtained show that the methodologies and techniques described in current international research can, after an appropriate adaptation, successfully be applied to schools in Germany as well. Nevertheless, by identifying research limitations and errors as well as potential improvements, it is evident that further research and development is needed to provide stakeholders with a decision-making tool to strengthen the resilience of schools in the future, such as an exhaustive supplement to the CISR or the integration of more precise quantification methodologies and techniques.