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Diplomarbeit: Atemschutzmanagement

Von am 08.01.2020

Konzeption, Umsetzung und Evaluierung einer Android-App zur Atemschutzüberwachung im Feuerwehrwesen

Allgemein

Im Zeitalter des digitalen Wandels und des zunehmenden Vorstoßes mobiler Technologien ergeben sich laufend neue Anwendungsfelder bei denen ganze Geschäftsprozesse von mobilen Applikationen abgewickelt werden. Auch im Einsatzwesen, wo ein rascher Datenaustausch von besonders hoher Wichtigkeit ist, können mobile Dienste zu einer entscheidenden Wertsteigerung führen, indem Koordination und Kommunikation verbessert werden.

Meine Diplomarbeit befasst sich mit der Fragestellung, inwieweit mobile Anwendungen im Einsatzwesen, speziell im Anwendungsbereich von Feuerwehren, einen Nutzen bringen können. Dabei konzentriert sich die Forschung vorwiegend auf das Atemschutzwesen.

Die Bedeutung des Atemschutzes im Feuerwehrwesen

Innenangriff beim Brand einer Scheune durch einen Atemschutztrupp (Quelle: FF-Sandl)

Dem Atemschutzwesen wird in der Feuerwehr künftig eine immer wichtiger werdende Bedeutung beigemessen. Zudem wird der Einsatz von schwerem Atemschutzgerät auch immer unabdingbarer, da bei fast allen Brandeinsätzen hochgiftige Brandfolgeprodukte, wie Gase, Dämpfe oder Ruß entstehen. Ganz allgemein zählt das Atemschutzwesen zu den gefährlichsten Tätigkeiten während eines Einsatzes. Aus diesem Grund unterliegt der Einsatz von Atemschutzkräften auch besonders strengen Sicherheitsvorkehrungen. Dazu gehört unter anderem eine kontinuierliche Atemschutzüberwachung (kurz: ASÜ), die einen klareren Überblick sowie eine genaue Koordination der eingesetzten Kräfte und ihrer vorhandene Atemluft ermöglicht. Konkret versteht man darunter die zeitliche Überwachung der eingesetzten Kräfte während eines Atemschutzeinsatzes.

In den vergangenen Jahrzehnten hat sich in Österreich eine Vielzahl an unterschiedlichen Systemen hinsichtlich der ASÜ etabliert. So reicht heute die Produktpalette von der simplen Methode mittels Stift und Papier bis hin zu modernen Softwarelösungen.

Analoge Atemschutzüberwachungstafel der Firma rescuetec (Quelle: rescue-tec)

Der klassische Vorgang der Atemschutzüberwachung findet in Österreich meist noch immer analog, also mit Stift und Papier, oder anhand einfacher elektronischer Hilfsmittel statt (siehe Abbildung oberhalb). Dabei werden zu Einsatzbeginn alle notwendigen Einsatzparameter wie die Flaschenfülldrücke oder die Einsatzzeiten handschriftlich erfasst. Häufig wird auch eine Stoppuhr gestellt, um jederzeit einen Überblick über die restliche Einsatzzeit zu haben. Diese Vorgehensweise ist meist mit sehr viel Schreibarbeit verbunden und daher nicht nur zeitraubend, sondern auch sehr fehleranfällig, vor allem bei der Überwachung mehrerer Trupps.
Es gibt derzeit nur wenige elektronische Überwachungssysteme bei denen bestimmte Daten automatisch berechnet, aktualisiert und dementsprechend visualisiert werden.
Nach dem bis zum jetzigen Zeitpunkt, zumindest im deutschsprachigem Raum, noch keine mobile Smartphone-App für die Atemschutzüberwachung existiert, hab ich mir das Ziel gesetzt, eine zu entwickeln, um diese Lücke zu schließen.

Methodik

Recherche

Um vorerst einen genaueren Einblick über den aktuellen Stand der Technik zu erlangen, und gleichzeitig eine weitere Grundlage für den empirischen Teil dieser Diplomarbeit zu schaffen, wurde eine Recherche getätigt um Einsicht darüber zu erlangen, welche unterschiedlichen Geräte und Methoden für die ASÜ bereits existieren.
Wie schon erwähnt, gibt es eine Vielzahl an derartigen Systemen. Die Grundfunktionalität jedoch, ist bei allen Systemen die gleiche.

Ein ASÜ-System besteht somit aus folgender Grundfunktionalität

  • Vor- und Nachname der eingesetzten Atemschutzträger müssen festgehalten werden können.
  • Die aktuelle Uhrzeit muss ablesbar sein. Bei den meisten Systemen ist für diesen Zweck eine kleine digitale Uhr integriert.
  • Flaschendruck zu Einsatzbeginn: Zu Beginn des Einsatzes wird der niedrigste Flaschendruck der drei Atemschutzträger notiert.
  • Messung der Einsatzzeit pro eingesetzten Trupp: Zu Einsatzbeginn wird begonnen, die Einsatzzeit zu stoppen. Auf diese Weise soll in Echtzeit ein grober Überblick darüber entstehen, wie viel Restzeit dem jeweiligen Trupp noch zur Verfügung steht.
  • Festhalten der Bezeichnung bzw. des Funkrufnamens (= eindeutige Bezeichnung für einen Trupp) des jeweiligen Trupps: Jeder eingesetzte Atemschutztrupp muss mit einem eindeutigem Namen versehen werden.

Anforderungsanalyse

Die anhand der Recherche gewonnenen Erkenntnisse in Bezug auf die Grundfunktionalität waren mir im Vorfeld der technischen Implementierung noch nicht ausreichend, sodass ich mich entschied eine Anforderungsanalyse in der Form von Expertengesprächen durchzuführen.

Das Ziel dieser Experteninterviews war die Verfassung eines möglichst umfangreichen Anforderungsdokumentes als fundamentale Grundlage für die nachfolgende technische Umsetzung der mobilen Anwendung.
Konkret ergaben sich so eine Reihe funktionaler Anforderungen sowie unterschiedliche Bedarfe an die Usability.

Technische Implementation

Im Anschluss wurde eine native Android-App konzipiert und technisch umgesetzt. Die wichtigsten Funktionen werden nachfolgend erläutert.

In der Listenansicht kann die Benutzerin/ der Benutzer die bereits angelegten Atemschutzträger samt allen gespeicherten Parametern. Das „Personen-Symbol“ soll in einer künftigeren Version durch ein Profilbild ersetzt werden.

Am unteren Bildschirmrand befindet sich ein Plus-Symbol. Klickt man darauf, so gelangt man auf eine neue Ansicht, in der man schließlich ein neues Profil anlegen kann.

Natürlich kann man auch Trupps anlegen und diesem die Atemschutzträger zuordnen, wie die nachstehenden beiden Abbildungen veranschaulichen.

Das eigentliche „Herzstück“ der App ist die Truppdetailansicht. Hier wird die aktuell verfügbare Atemluft anhand eines Balkendiagrammes visualisierst.

Drückt die Benutzerin/ der Benutzer nun auf die Schaltfläche „Einsatz starten“, so wird die Einsatzzeit anhand der zuvor eingegebenen Atemluftmenge berechnet und in Echtzeit aktualisiert, wie der blaue Balken auch.        
Die Einsatzzeit wird dabei wie folgt berechnet:                   
Der Luftverbrauch bei körperlich mittelmäßig anstrengender Arbeit in einem Feuerwehreinsatz wird vom österreichischen Bundesfeuerwehrverband mit 50 Liter Atemluft pro Minute kalkuliert – das entspricht exakt 6,25 Bar pro Minute.
Sinkt die Menge der Atemluft unter 60 Bar, so gibt die App einen Alarmton aus (Restdruckwarnung). 
Selbstverständlich kann der Flaschenfülldruck auch während einem laufendem Einsatz nachkorrigiert werden.

Usability Tests

Um die Einsatztauglichkeit der App zu testen, wurden zehn Usabilitytest mit Vertretern unterschiedlicher Feuerwehren durchgeführt. Dabei wurden einige Optimierungspotentiale für eine künftige Weiterentwicklung gefunden. Außerdem ergab sich ein SUS-Score von 82 Punkten (maximal 100) und eine durchschnittlicher Task-Success von 1,36 (Wertungsskala von 1 bis 4, 1 = beste Note).

Fazit

Der Einsatz von mobilen Endgeräten wird in Wirtschaft und Industrie immer alltäglicher. So ist es auch denkbar, dass sich auch Feuerwehren künftig immer häufiger mit Tablets und Smartphones ausstatten, um Einsätze besser bewältigen zu können. In diesem Zusammenhang ist es auch sehr naheliegend, dass die Atemschutzüberwachung künftig über eine mobile Anwendung erfolgt. Der wesentliche Teil der App konnte bereits im Rahmen dieser Arbeit realisiert werden, sodass diese Version bereits einsatzfähig ist. Unabhängig davon lässt sie aber zum jetzigen Zeitpunkt noch einen großen Spielraum für mögliche Erweiterungen.

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