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Die Polizei Stuttgart geht in Sachen Sicherheit neue Wege und betätigt sich aktiv in der Sicherheitsforschung
Im Projekt ESCAPE entwickelt die Polizei in Zusammenarbeit mit Forschungsinstitutionen eine Software, um die Räumung großflächiger Areale realitätsnah simulieren zu können. Vor allem dann, wenn mehrere Großveranstaltungen gleichzeitig geräumt werden müssen, wird die Lage schnell komplex. Personenstromsimulationen sollen dabei helfen, Sicherheits- und Räumungskonzepte, wissenschaftlich basiert, zu verbessern. Auf diese Weise machen wir den Besuch von Massenveranstaltungen für Bürgerinnen und Bürger noch ein Stück weit sicherer.
ESCAPE schließt eine wesentliche Lücke zwischen den gängigen Besuchersimulationen und den steigenden Anforderungen an die konzeptionelle Planung paralleler Veranstaltungen. Sicherheitsplaner, Veranstalter sowie Polizei, Feuerwehr oder Infrastrukturbetreiber erhalten auf diese Weise die gleichen Informationen und können zielgerichtet, schnell und effizient die Planung von Großveranstaltungen durchführen.
Die Ergebnisse des erfolgreich abgeschlossenen Forschungsprojektes ESCAPE sollen nun im Rahmen des Innovationsprojektes „ESCAPE PRO“ praxisnah fortentwickelt und eine Brücke in die Praxis gebaut werden. Wir haben uns deshalb um eine Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms „Forschung für die zivile Sicherheit 2018 bis 2023“ („Innovationen im Einsatz – Praxisleuchttürme der zivilen Sicherheit“) beworben. Für das angedachte Innovationsprojekt sollen die Forschungsergebnisse auf einen möglichst großen Anwenderkreis übertragen und umfangreiche Praxiserprobungen ermöglicht werden. Vorgeplant sind fünf neue Polizeidienststellen, zwei kommunale Vertreter und die Deutsche Hochschule der Polizei. Aufgrund des aktuell laufenden Bewerbungsverfahrens beim BMBF folgen weitere Details zu einem späteren Zeitpunkt.
Steckbrief ESCAPE
Forschungsthematik
Multiskalare mikroskopische Simulation von Besucherströmen bei parallel stattfindenden Großveranstaltungen
Projektzeitraum
03/2020 – 02/2022
Projektpartner
- Polizeipräsidium Stuttgart
- accu:rate GmbH
- Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB)
Assoziierte Projektpartner
„Die Sicherheit der Veranstaltungsteilnehmenden hat für uns oberste Priorität. Um bundesweit von den Forschungsbefunden zu profitieren, stehen wir in engem Kontakt zu anderen Polizeipräsidien in Deutschland.“
Polizeivizepräsident Carsten Höfler (Projektleiter)
Forschungshintergrund
In Deutschland finden zahlreiche Großveranstaltungen und Versammlungen mit Tausenden von Besucherinnen und Besuchern gleichzeitig und in unmittelbarer Nähe zueinander statt. Müssen solche Gebiete aufgrund einer akut auftretenden Gefährdungslage (z.B. Terroranschläge, Unwetter) geräumt werden, können die Besucherströme im Ernstfall kollidieren. Die Möglichkeit, solche komplexen Szenarien mittels Personenstromsimulationen zu analysieren, fehlt bisher.
Die Forschungslücke
Relevante Veranstaltungsflächen sind üblicherweise so groß, dass eine rein mikroskopische Personenstromanalyse zu rechenaufwändig ist. Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, den Simulationsbereich so aufzuteilen, dass lediglich identifizierte kritische Bereiche wie kritische Engstellen mit dem mikroskopischen Modell simuliert werden, während die restlichen Bereiche mit dem makroskopischen Modell simuliert werden. Auf diese Weise wird den Sicherheitsbehörden ermöglicht, Räumungssituationen auch bei großflächigen Veranstaltungs- und Versammlungsbereichen effizienter einschätzen zu können.
Unser Projektziel
Um den Sicherheitsbehörden ein probates Simulationswerkzeug an die Hand zu geben und die polizeiliche Vorplanung von Großveranstaltungen zu optimieren, beteiligt sich das Polizeipräsidium Stuttgart federführend an der Erforschung neuer, anwenderfreundlicher Simulationstechnologien.
Gemeinsam mit der Firma accu:rate und dem Fraunhofer IOSB erarbeitet das Polizeipräsidium Stuttgart im Rahmen des Projekts ESCAPE ein Simulationswerkzeug, das es ermöglicht, sicherheitsrelevante Wechselwirkungen von zeitgleich stattfindenden Großveranstaltungen zu simulieren.
Der Forschungsansatz
Um das Projektziel zu erreichen, wird accu:rate die Simulationssoftware so erweitern, dass festgelegte Bereiche mit dem makroskopischen Modell simuliert werden können, und ein Wechsel zwischen den Modellen möglich ist. Zusätzlich soll eine automatische Erkennung der kritischen Bereiche integriert werden. Außerdem wird die Visualisierung der Simulationsergebnisse erweitert, sodass die kritischen Bereiche detailliert betrachtet werden können. Mit Hilfe der erweiterten Software werden anschließend zwei parallel stattfindende Veranstaltungen im NeckarPark Stuttgart beispielhaft simuliert und die Ergebnisse mit Realdaten verglichen.
Unser Vorgehen
Analyse polizeilicher Anforderungen an Simulationen
Damit die Simulationssoftware später auch bei der Vorbereitung polizeilicher Einsätze von Nutzen ist, definieren wir in einem ersten Schritt die Anforderungen seitens der Sicherheitsbehörden an Personenstromsimulationen. Dies geschieht auf Basis von Experteninterviews und Workshops mit einsatzerfahrenen Polizeibeamten und Polizeibeamtinnen.
Erweiterung und Kalibrierung des Simulationsmodells
Bisher war es technisch nicht möglich Besucherströme größere Flächen, wie das Veranstaltungsareal NeckarPark in Stuttgart, zu simulieren. Daher entwickeln unsere Projektpartner accu:rate und das Fraunhofer IOSB ein Simulationsmodell um großflächige Areale abzubilden.
Technische Validierung des Simulationsmodells
Da aufgrund der Absage von Veranstaltungen i.Z.m. der Corona-Pandemie keine Realdaten aus aktuellen Messungen zur Validierung herangezogen werden konnten, erfolgte die Validierung des Simulationsmodells, in Abstimmung mit dem Projektträger, auf technischer Ebene.
Evaluation
Abschließend erfolgt die technische und logische Validierung der Simulationssoftware. Es wird insbesondere überprüft, ob das Ergebnis den polizeilichen Anforderungen entspricht und letztlich dazu beiträgt, die Sicherheit von Großveranstaltungen zu verbessern.
Publikationen
- Golda, T., Krüger, F. & Beyerer, J. (accepted). Temporal Extension for Encoder-Decoder-based Crowd Counting Approaches. International Conference on Machine Vision Applications 2021.
- Kramer, C., Golda, T., Hansert, J. & Schlegel, T. (under review). Improving Temporal Consistency in Aerial Based Crowd Monitoring Using Bayes Filters. Upper-Rhine Artificial Intelligence Symposium 2021.
- Zwickenpflug, V. (2021). Multiskalare Simulation: Kombination von mikro- und makroskopischen Personenstrommodellen. Hochschule für angewandte Wissenschaften München.
Anwendertreffen 2021
