Planering av Räddningssystem Fö 4: Kvantitativ analys av räddningssystem Tobias Andersson Granberg
Diskussionsuppgift Designa ett räddningssystem för området. Diskutera behov, resurser, nödvändig information och infrastruktur, mm. + Prata med grannen eller bilda små grupper. + 2
Planning Districting Divide the area of responsibility into a number of smaller areas (sectors) Station location Deployment Assign resources to the sectors Fleet/Equipment planning Scheduling Dispatch Decide which resource(s) that should be assigned to a new emergency Relocation 3
Beredskap Perspektiv Personlig Organisatorisk Responsorganisation Företag Samhällelig Kommun Län Nation Händelse Olycka Brand Trafikolycka Drunkning Akut sjukdom Hjärtstopp Stroke Katastrof 4
Planering av resurser för effektiva räddningsinsatser Säkerställa en god beredskap för att hantera olyckor och andra akuta händelser 5
Hur skapa god beredskap Vad påverkar beredskapen? Förväntade händelser Frekvens Typ/Omfattning Resurser Tillgänglighet Förmåga Organisation Vilka hanterar respektive händelse? Utvärdering Av beredskap Av kostnadseffektivitet Planering Strategisk Säkerställa resurser Områdesindelning Stationslokalisering Taktisk Tilldela resurser till områden/stationer Schemaläggning Operativ Bestäm vika resurser som ska skickas till en ny händelse Omfördela resurser i området för att upprätthålla beredskapen 6
Hur skapa god beredskap Nya initiativ och trender Organisation Nya aktörer Sambruk Planering Evidensbaserade beslut Dynamisk planering Datorbaserade beslutstödshjälpmedel Utvärdering Kostnad/nytta har genomslag 7
Blåljuslogistik Blå ljus + Logistik Logistik omfattar förflyttning av människor och materiel. Den består av de aktiviteter som har att göra med att styra rätt artiklar eller individ, i rätt skick, till rätt plats, vid rätt tidpunkt och till rätt kostnad. Den syftar till att tillfredsställa samtliga intressenters behov och önskemål med betoning på kund. Logistik består av planering, organisering, och styrning av alla aktiviteter i flödet av material, resurser, finansiella tillgångar, information och returflöden. I begreppet innefattas såväl operativt ansvar vari ingår administration, drift och upphandling som konstruktivt ansvar samt uppbyggnad såväl som detaljutformning. (Lumsden, 2006) 8
Blåljuslogistik Planering och styrning av resurser som används för att förhindra och lindra skada vid olyckor och andra relaterande händelser Ambulanslogistik Räddningslogistik Polislogistik 9
Kvantitativa metoder inom respons och räddning Metoder (ex) Optimering Simulering Statistisk analys Prognostisering Kostnad-nytta analys Visualisering Frågeställningar (ex) Hur såg det ut historiskt? Hur kommer det att se ut i framtiden? What-if scenarieanalys Lokaliseing Är det värt besväret? 10
Stationslokalisering 11
1 station 2 stationer 3 stationer 4 stationer Var ska vi bygga brandstationen? 12
Hur avgör vi vad som är bra placeringar? Syftet med räddningstjänst Förebygga olyckor Rädda liv Rädda egendom/miljö 13
Glödlampor 14
Hur avgör vi vad som är bra placeringar? Syftet med räddningstjänst Förebygga olyckor Rädda liv Rädda egendom/miljö Svårt att mäta 15
Systemsamband: Händelse, respons och konsekvens En brand i en enfamiljsvilla byggd 1911 startade ca kl 15.30, onsdagen 15 oktober SOS Alarm tog emot larmet 15.46 Den första släckbilen med 5 brandmän kom fram 15.55 En ambulans med en sjuksköterska och en ambulanssjukvårdare kom fram 16.01 Ett höjdfordon med två brandmän var på plats 16.07 Vad blir konsekvenserna? 16
Hur avgör vi vad som är bra placeringar? Syftet med räddningstjänst Förebygga olyckor Rädda liv Rädda egendom/miljö Svårt att mäta Vad vet vi är viktigt för att minska de negativa konsekvenserna? Snabbt på plats Bra (rätt) resurser Jaha, men hur mäter vi det då? 17
1 antal personer som hör till nod 2 = d 2 2 3 t 34 = förväntad körtid mellan nod 3 och 4 4 16 7 8 9 5 6 10 11 12 13 14 15 18
Alt 1: p-median Effekten mäts som körtiden från den närmaste stationen multiplicerat med behovet 1 t 51 *d 1 + t 52 *d 2 + + t 516 *d 16 2 3 4 16 7 8 9 5 6 10 11 12 13 14 15 19
Alt 2: max täckning Effekten mäts som summan av efterfrågan hos den noder som täcks inom en viss tid, tex 11 min 1 d 3 +d 5 +d 6 +d 9 +d 10 +d 12 2 3 4 16 7 8 9 5 6 10 11 12 13 14 15 20
Optimera Man kan bygga en matematisk modell för att ta fram den bästa placeringen av stationer Målfunktion: tex min medelresponstiden eller maximera täckningen Variabler, tex x i = 1 om vi bygger station i nod i Bivillkor: tex vi får inte bygga fler än 5 stationer: x 1 + x 2 + + x 16 5 De är dock inte alltid superenkla att lösa 21
p-median 2 stationer ger 2-median Vi minimerar det sammanlagda behovet multiplicerat med körtiden Lösning 1 Stationer i 1 och 3 Bäst! 1*0 + 0*7 + 10*0 + 0*6 + 1*(6+9) = 15 Lösning 2 Stationer i 1 och 4 1*0 + 0*7 + 10*6 + 0*0 + 1*9 = 69 8 7 6 9 1 0 10 0 1 1 2 3 4 5 22
Maximal täckning Antag att vi vill täcka så mycket som möjligt inom 10 min med 2 stationer Lösning 1 Stationer i 1 och 3 Vi täcker nod 1, 2, 3 och 4 1 + 0 + 10 + 0 = 11 Lösning 2 Stationer i 1 och 4 Vi täcker nod 1, 2, 3, 4 och 5 1 + 0 + 10 + 0 + 1 = 12 Bäst! 8 7 6 9 1 0 10 0 1 1 2 3 4 5 23
Lösning 1: p-median 5 stationer 1 2 3 4 16 7 8 9 5 6 10 11 12 13 14 15 24
Lösning 2: max täckning 5 stationer 11 minuters täckningstid 1 2 3 4 16 7 8 9 5 6 10 11 12 13 14 15 25
Modeller Övertäckning Min antal stat, allt ska täckas Maximal täckning Max täckning, begr antal stat p-median Min total körsträcka/tid, begr antal stat 1-median p-center Min körsträcka/tid för den som har det sämst, begr antal stat 1-center 4 30 7 5 6 40 1 4 20 5 3 90 2 3 9 2 60 26
Lokalisering i ArcGIS Network Analyst Location-Allocation Advanced settings Övertäckning Minimize facilities Maximal täckning Maximize coverage p-median Minimize Impedance 1-median (p-center) (1-center) 27
Men rätt resurser då? Definiera resurser Fordon, tex släckbil, höjdfordon och tankbil Personalkompetenser, tex insatsledare, rökdykare, eller stegbilsoperatör. Ange personalstyrka, önskade kompetenser och antal fordon av respektive typ för varje händelse -> Larmplan Utmaning: Ordningen och vilken tid de anländer spelar roll för utfallet 28
Kvantifiering Dela upp området geografiskt RSYD -> 19 732 st 250m rutor Norrköping -> 2263 st km rutor Dela in händelser i typer RSYD: 8 st, 4 brand, 4 trafikolycka Norrköping: 3 st, brand tätort, brand landsbygd, trafik Definiera behov av brandmän + fordon för händelser (HT-plan) Definiera resurser Släckbil, höjdfordon och tankbil Ange personalstryka och utrustning på resurser -> Larmplan 29
30
Kvantifiering Dela upp området geografiskt RSYD -> 19 732 st 250m rutor Norrköping -> 2263 st km rutor Dela in händelser i typer RSYD: 8 st, 4 brand, 4 trafikolycka Norrköping: 3 st, brand tätort, brand landsbygd, trafik Definiera behov av brandmän + fordon för händelser (HT-plan) Definiera resurser Släckbil, höjdfordon och tankbil Ange personalstryka och utrustning på resurser -> Larmplan 31
32
Kvantifiering Dela upp området geografiskt RSYD -> 19 732 st 250m rutor Norrköping -> 2263 st km rutor Dela in händelser i typer RSYD: 8 st, 4 brand, 4 trafikolycka Norrköping: 3 st, brand tätort, brand landsbygd, trafik Definiera behov av brandmän + fordon för händelser (larmplan) Definiera resurser Tex släckbil, höjdfordon och tankbil Ange personalstryka och antal fordon av respektive typ för varje händelse -> Larmplan 33
Ekvivalenstid och larmplansuppfyllande 1 τ k 2 4 3 Larmplan: 2 s, 1 h, 10 p 6 7 50 min 5 min 10 min 8 min 5 Larmplansuppfyllande : Enhet B p A p Res t 1 5 5 6.5 2 2 2 6.5 5 5 2 9.5 4 2 1 11.5 Ekvivalenstid: 5*6.5 + 2*6.5 + 2*9.5 + 1*11.5 = 76 34
# brandmän Ekvivalenstid: 2*5+8*10 = 90 9*6+1*11 = 65 10 9 Fall 2 2 Fall 1 5 6 10 11 tid 35
Optimeringsmodell Min summa över händelser och rutor förväntat antal händelser i ruta * ekvivalenstid för händelse i ruta Lokaliseringsvillkor En enhet kan bara vara i en ruta Larmplansuppfyllnad Val av larmplan Beräkning av ekvivalenstid 36
Variable neighborhood search (VNS) for locating fire and rescue resources VNS: Mladenović and Hansen, 1997 RVNS: Effective for large p-median problems (Hansen & Mladenović, 1998) Apply a reduced interchange local search heuristic Set k =1 While (not stop condition) Randomly move k units -> x (VNS: LS from x gives x ) If (x is better than x) x = x k = 1 Else If (k < k max ) k = k+1 Apply a reduced interchange local search heuristic 37
Heuristiker Om det inte går, eller tar för lång tid att lösa ett problem till optimum kan en heuristik användas Olika heuristiker Konstruktionsheuristiker Tex greedy Lokalsökning Undersöker närområdet i lösningsrymden Hittar lokala optimum Metaheuristiker Fastnar inte i lokala optimum 38
Variable neighborhood search (VNS) for locating fire and rescue resources VNS: Mladenović and Hansen, 1997 RVNS: Effective for large p-median problems (Hansen & Mladenović, 1998) Apply a reduced interchange local search heuristic Set k =1 While (not stop condition) Randomly move k units -> x (VNS: LS from x gives x ) If (x is better than x) x = x k = 1 Else If (k < k max ) k = k+1 Apply a reduced interchange local search heuristic 39
VNS ex Norrköping 1 2 3 4 7 8 9 5 6 10 11 12 13 14 15 40
Källa: Utredning om brandstationer i Norrköping Svart färg visar dagens läge, grön färg en optimal lokalisering av dagens resurser och röd färg är optimal lokalisering utifrån ett fullt utbyggt Kimstad-Norsholm. 41