Nasazení bioradaru v praxi u jednotek PO

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství Katedra požární ochrany a ochrany obyvatelstva Nasazení bioradaru v praxi u jednotek PO Student: Jaromír Tulis Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ladislav Jánošík Studijní obor: Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu Datum zadání bakalářské práce: 17. října 2007 Termín odevzdání bakalářské práce: 30. dubna 2008

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství Katedra požární ochrany a ochrany obyvatelstva ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Student: Jaromír Tulis Studijní program: B3908 Požární ochrana a průmyslová bezpečnost Studijní obor: 3908R006 Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu Vedoucí katedry Vám v souladu se Statutem Fakulty bezpečnostního inženýrství - studijním a zkušebním řádem pro studium v magisterských a bakalářských studijních programech určuje tuto bakalářskou práci: Název tématu: Nasazení bioradaru v praxi u jednotek PO Cíl práce : Metodický návod k používání a manipulaci s bioradarem u jednotek PO Zkoušky a ověření funkčních parametrů zařízení v podmínkách blízkých reálnému užívání. Charakteristika práce: Charakteristika a popis bioradaru, princip činnosti, jeho výhody a nevýhody. Manipulace s bioradarem, postupy při práci s bioradarem při vyhlédávání. Možné chyby při použití a případné zkreslení či ovlivnění výsledku. Vyhodnocení výsledku vyhledávání. Základní literární prameny: Bojový řád jednotek požární ochrany - taktické postupy. Konspekty odborné přípravy jednotek PO. http://www.usar.cz http://delsar.com/ http://bos-berlin.de Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ladislav Jánošík Konzultant bakalářské práce: Oponent bakalářské práce: Termín odevzdání bakalářské práce: 30. dubna 2008 V Ostravě, 17. října 2007 Ing. Isabela Bradáčová, CSc. vedoucí katedry

Místopřísežně prohlašují, že jsem celou bakalářskou práci vypracoval samostatně. Přílohu A, danou mi k dispozici, jsem samostatně doplnil. V Ostravě 18.4.2008 Jaromír Tulis Anotace

TULIS, J. Nasazení bioradaru v praxi u jednotek PO: bakalářská práce, Ostrava: VŠB-TU, 2004, 28s Práce představuje souhrn informací o bioradaru, které mají pomoci při jeho nasazení. V první části práce je uvedena charakteristika zařízení, jeho výhody a nevýhody a jsou zde popsány principy jeho funkce včetně technologie UWB, kterou bioradar využívá. V práci je podrobný popis celého zařízení a jsou zde rozvinuty zásady jeho použití a způsoby vyhodnocení získaných informací. Poslední kapitola obsahuje některé příklady nasazení bioradaru. Klíčová slova: bioradar, vyhledávání, senzor, ovládací jednotka, výsledek, pohyb TULIS, J. The Use of Bioradar in Practice in the Case of Fire Brigades: the bachelor thesis, Ostrava: VŠB-TU, 2004, 28 p The thesis is summary of information about bioradar useful for users. In preamble is characterization of the device, benefits and disadvantages. There are working principle and UWB technology that bioradar use described. In the thesis is detailed description of the device, employment principles and the ways of data evaluation. Last chapter shows some examples of employment during tests. Key words: bioradar, search, sensor, control unit, result, motion

Obsah: 1. Charakteristika bioradaru...6 2. Vznik a vývoj bioradaru...9 3. UWB UltraWideBand (ultraširokopásmové)...11 4. Technické parametry bioradaru LifeLocator TM...12 4.1. Senzor...12 4.2. Ovládací jednotka...13 5. Použití...15 6. Vyhodnocování výsledků...17 7. Praktické zkoušky...20 7.1. Zkoušení na stanici...20 7.2. Praktické zkoušky v Dolních Vítkovicích...23 7.3. Testování bioradaru v zahraničí...27 7.3.1 Úrovně obtížnosti testovaní...27 7.3.2. Výsledky testování:...28 8. Závěr...31 9. Seznam použité literatury:...32 5

1. Charakteristika bioradaru Bioradar je označení pro zařízení určené k vyhledávání zasypaných živých osob. Název bioradar se používá spíše v evropských zemích, protože pod tímto názvem toto zařízení vyrábí německá firma DBM Search & Rescue Company GmbH, která ho nabízí na evropský trh. Mimo Evropu se lze setkat s označením LifeLocator či LifeTracer pocházejícím z USA. HZS Ostrava vlastní bioradar LifeLocator TM od firmy UltraVision Security Systems, Inc., Salem, New Hampshire, USA. Byl zakoupen na počátku roku 2007 jednak pro využití v místním odřadu USAR při mezinárodní pomoci, ale i pro využití v rámci celého uzemí ČR. Bioradar je technický prostředek určený pro záchranné složky k usnadnění průzkumu místa, kde došlo k zasypání osob. Je schopen vyhledat oběti pod troskami (Obrázek 1), zřícenými konstrukcemi, sutinami nebo lavinami. Obrázek 1 Příklad užití bioradaru [1] 6

Bioradar se v současnosti používá v regionech s častým výskytem zemětřesení a všude, kde hrozí zasypání osob, ať už z důvodů přírodních katastrof nebo lidského působení (terorismus, havárie). Princip bioradaru je založen na odrazu vysílaných elektromagnetických impulsů od látek s různými dielektrickými vlastnostmi a na době mezi vysláním a přijetím signálu. Bioradarem vyzářené a odražené signály prochází betonem, zdmi a běžnými materiály, které mohou zasypat oběti při zřícení budov či při přírodních katastrofách. Bioradar z odražených signálů vytváří mapu sledované oblasti a vyhodnocuje změny v odrazech způsobených i drobnými pohyby. Je schopen zachytit i pohyby způsobené dýcháním oběti, tudíž není třeba aby byla oběť při vědomí. Tyto vlastnosti, na rozdíl od dalších běžněji používaných metod (vyhledávací psi, echolokátory atd.), umožňují odlišný způsob vyhledávání. Nasazení echolokátorů značně omezuje případný hluk v místě nasazení. Navíc je podmínkou, že obět musí vytvářet identifikovatelný zvuk, tudíž být při vědomí. Vyhledávací psy mohou zmást mylné pachové stopy jako potraviny či stopy zanechané samotnými záchranáři. Ve většině případů je nasazení psa podmíněno ponecháním klidu na pracovišti po určitou dobu, aby se pachové stopy záchranářů rozptýlily. Štěrbinové kamery poskytují velmi přesné informace, nicméně jejich nasazení je relativně pomalé a plošně nevyužitelné. Naproti tomu funkci bioradaru neovlivňují žádné mylné čichové stopy nebo hluk v místě nasazení. Přesto však bioradar nelze nadřadit ostatním metodám, protože mohou nastat podmínky, které komplikují či zcela znemožňují jeho nasazení a je vhodnější použít jiné technické prostředky. Bioradar nedokáže rozlišit pohyb oběti od jiného pohybu ve zkoumaném prostoru. Takže třeba silný vítr, který pohybuje lehkými předměty v okolí měření, může výrazně ovlivnit jeho výsledek. Bioradar nefunguje při prohledávání prostorů pod kovovými konstrukcemi. Elekromagnetické signály vysílané tímto zařízením nedokáží projít železem a ocelí. Efektivnost vyhledávání lze zvýšit vhodnou kombinací vyhledávacích metod podle podmínek na místě zásahu (Obrázek 2). 7

Obrázek 2 Nasazení bioradaru společně s echolokátorem Delsar [2] 8

2. Vznik a vývoj bioradaru Obrázek 3 Georadar [3] Základem pro vývoj bioradaru byl tzv. georadar (Obrázek 3), který se používá už několik desítek let. Georadar slouží k zmapovaní či vyhledání stacionárních objektů v podzemí či např. ve zdech. Našel uplatnění u elektrikářských firem, archeologů, soudních laboratoří, stavitelů cest apod. Zařízení složené z antény a přenosného počítače je připevněno na vozíku, kterým je obvykle přejížděn zkoumaný prostor (Obrázek 4). Z odražených paprsků je pak za pomoci softwaru možno identifikovat potrubí, elektrické kabely, artefakty, kosti apod. (Obrázek 4) Obrázek 4 - Princip funkce georadaru [4] 9

Obrázek 5-3D zobrazení ocelové sítě železobetonové desky georadarem [5] Postupně se začaly objevovat spekulace o tom, že kdyby se senzor nehýbal, tak by byl schopen zachytit pohyb místo stacionárních objektů. To se ukázalo jako správná myšlenka. Existuje přímá úměrnost mezi velikostí senzoru (přijímač a vysílač) a jeho dosahem. Anténa s frekvencí od 100 Hz (velikost jako vana) dokáže prozkoumat prostor až do hloubky 10 m a snadno pronikne různými materiály (kromě hutné oceli), zatímco dosah antény s frekvencí od 400Hz je 3-4 m. Proto byla vybrána anténa s frekvencí od 270 Hz jako kompromis mezi dosahem a velikostí. Dále snaha o bezdrátové provedení, z důvodů jednoduchosti celého systému (lepší manipulace, není riziko porušení kabelů), vedla k vývoji řídicí jednotky ve formě PDA. Ovládací jednotka u georadarů je standardně tvořena přenosným počítačem připojeným kabely. 10

3. UWB UltraWideBand (ultraširokopásmové) Bioradar LifeLocator TM používá signály UWB. UWB se běžně používá v georadarech. V georadarech vyhledává pohybující se senzor stacionární objekty, u bioradaru statický senzor vyhledává jakýkoli pohyb včetně dýchání. UWB je technologie, kde vysílač elektromagnetického záření vysílá ve velmi krátkých impulsech (1 milion až 100 miliónů pulsů za sekundu) signály o různých frekvencích. U bioradaru je UWB využito pro lepší schopnost rozpoznat pohyb, vysokou průchodnost překážkami a schopnost určení přesné vzdálenosti. To vyplývá z různých vlastností záření o různých délkách. Například pulsy o nízkých frekvencích snadno pronikají konstrukcemi do větších vzdáleností, ale neposkytují tak přesné rozlišení. Kombinace frekvencí z celé šíře pásma zajišťuje získání vhodných hodnot. Při využití UWB u bioradaru se počítá, že aspoň některé z vyslaných signálů se odrazí zpět v závislosti na prostředí. UWB umožňuje přesně určit vzdálenost z časové prodlevy mezi vysláním a přijmutím odraženého signálu. To vyžaduje velmi přesné časování vysílaných signálů. Některé systémy používající UWB dokáží rozlišit vzdálenost na méně než centimetr. Další charakteristickou vlastností UWB je malá energie vysílaných impulsů, a tím i nižší energetická spotřeba zařízení používající tuto technologii. Ačkoli systém UWB byl vyvinut a je vhodný pro radarové technologie, postupně nalezl hlavní využití v oblasti výpočetních technologií pro přenos dat vysokými přenosovými rychlostmi. V radarových systémech se UWB nepoužívá pouze pro záchranné práce, ale má uplatnění i v jiných oborech. Používá se například pro střežení životních funkcí v nemocnicích, v automobilech k měření odstupu, hlídání železničních přejezdů atd. 11

4. Technické parametry bioradaru LifeLocator TM Zařízení je složeno z vysílací a zároveň přijímací jednotky (senzoru) a z ovládací jednotky ve formě PDA, kde se nastavují parametry měření a zobrazuje se výsledek vyhledávání. Celé zařízení je v bezdrátovém provedení pro jednodušší manipulaci a transport. 4.1. Senzor Senzor (Obrázek 6) je ve vodovzdorném provedení. Hmotnost senzoru je 9 kg včetně baterií a jeho rozměry jsou 45 x 45 x 24 cm. Uvnitř senzoru je anténa pro vysílaní a příjem UWB signálů o frekvencích od 270 Hz, která je z pěti stran odstíněna ocelovými pláty, tak aby směr vysílaných signálů byl směřován ze spodní části senzoru. Baterie 10,8V madla vypínač modrá kontrolka červená a zelená kontrolka anténa pro komunikaci s PDA Obrázek 6 Popis senzoru [2][6] 12

Tento typ bioradaru je schopen skrz sutiny zaznamenat pohyby oběti do 6 m od senzoru, do 4,5 m je pak schopen zachytit dýchání oběti. Sledovaný prostor má tvar kužele. Jeho tvar závisí na prostředí, kde je prohledáváno. Například ve vlhkém písku jsou paprsky vysílány pod úhlem 50 C od kolmice, v suchém písku či betonové suti může být úhel větší. Bioradar je takto schopen během jednoho měření prozkoumat prostor o objemu přibližně 130 m 3. Systém umí zachytit i víc osob najednou. Senzor je napájen baterií (10,8 V), která by měla zajistit 4 hodiny provozu. Stav baterie lze zjistit pouze přímo na baterii (Obrázek 7). To znamená, že pro zjištění aktuálního stavu baterie je třeba vyndat ji ze senzoru. K dispozici jsou celkem tři baterie a je možno nabíjet dvě současně. měření stavu baterie Obrázek 7 Baterie senzoru 4.2. Ovládací jednotka Ovládací PDA (Obrázek 8) jednotka je rovněž ve vodovzdorném provedení a lze ji ovládat tlačítky nebo dotykovým displejem. Baterie by měla vydržet 2 hodiny provozu. PDA se nabíjí pomocí kabelu do sítě nebo do automobilu. Díky adaptéru lze použít 2 ks baterií AA jako nouzový zdroj v případě dlouhodobějšího nasazení (Obrázek9). 13

hlavní menu nabídka Start návrat k předešlému menu enter vypínač otvor pro nabíjení konektor pro připojení USB kabelu Obrázek 8 Popis ovládací jednotky PDA. Obrázek 9 - Adaptér umožňující použití baterií AA 14

5. Použití Bioradar je schopen vyhodnotit situaci nejdříve za 20 sekund. V případě, že nerozpozná žádný pohyb, je třeba nechat senzor hledat na místě alespoň 3 minuty, než se posune na jiné místo,. Čím déle probíhá měření tím je větší šance nalezení pohybu. I přesto je účinnost měření cca 80%, že v prohledávaném prostoru nikdo není. Velmi také zaleží na prostředí. Zhutnělé materiály (např. blok oceli) velmi ztěžují vyhledávání a v některých případech jej znemožňují. Schopnost vyhledat oběť je rovněž ovlivněna fyzickým stavem osoby. Po umístění senzoru je třeba odstoupit minimálně 6 m, aby pohyby záchranáře nemohly ovlivnit měření. Maximální dosah PDA od senzoru je 15 m, takže zachránce by se při měření měl nacházet ve vzdálenosti 6 až 15 m od antény. Avšak i při dodržení minimální vzdálenosti, by měl obsluhující záchranář omezit pohyb a vyvarovat se prudkých pohybů, které by mohly způsobit pohyb konstrukcí v měřeném prostoru. Je vhodné před začátkem vyhledávání v rámci možností prohlédnout prostor a případně vzít na vědomí pohybující se předměty (např. větrem pohybující se větve, keře, drobné volné časti konstrukce apod.). Ty pak mohou způsobit chybu ve vyhledávání. Bioradar nedokáže prohledat prostor pod vrstvou železa (oceli), kterou mohou vytvořit například plechy či ocelové pláty apod. V případech, kde se takové překážky vyskytují, je třeba, aby byly před nasazením senzoru rozebrány a odstraněny, pokud to situace dovoluje. Při prohledávání většího prostoru je třeba postupovat systematicky, aby nebyla vynechaná nějaká část prostoru. Pro ideální výsledek by se měl senzor umisťovat podle čtvercové sítě vzniklé z rovnoběžek a jejich kolmic vzdálených od sebe 3,6 m. Senzor se pokládá v řadách tak, že jedna řada se pokládá v přímce na místa průsečíků s kolmými přímkami a druhá řada se pokládá na vedlejší přímku na střed vzniklých úseček (Obrázek 10). Při větší vzdálenosti než 3,6 m by vznikala moc velká hluchá místa hned pod povrchem mezi místy, kde ležel senzor. Pro usnadnění je vhodné si síť dopředu vyznačit a pak značit místa, kde už měření proběhlo. 15

Obrázek 10 Schéma pokládání senzoru. 16

6. Vyhodnocování výsledků K obsluze senzoru slouží v PDA nainstalovaný program LifeBeat. Tento program může pracovat ve dvou módech. První mód je základní zobrazení programu LifeBeat a druhý je ExpertMode. Základní zobrazení programu LifeBeat umožňuje snazší ovládání a přehlednější a jednodušší zobrazení výsledku. Při spuštění jsou nalezené hodnoty zobrazeny pomocí symbolů v prohledávaném prostoru. Systém je schopen rozpoznat dýchání a pohyby, které rozlišuje na dva typy. Na pohyb nad mezní hranicí a pohyb pod mezní hranicí. To znamená, že zařízení by mělo rozpoznat pohyby, které jsou způsobeny obětí (nad mezní hodnotou), od pohybů, které nejsou standardní pro zavalené oběti, ale mohou být způsobeny různými ruchy v místě nasazení. To ovšem nevylučuje, že pohyb může být, i přesto způsoben osobou. Při zachycení pohybu jsou zobrazené symboly (Obrázek 11) doprovázeny zvukovým signálem. Naměřené hodnoty jsou zobrazeny takto: Tabulka 1 Význam symbolů Červená soustředná kolečka dýchání Větší červená soustředná kolečka trvalejší a výraznější dýchání Soustředné čtverce pohyb nad mezní hranicí Malé soustředné trojúhelníky pohyb pod mezní hranicí 17

Obrázek 11 Symboly v základním zobrazení LifeBeat programu. ExpertMode je určen pro pokročilejší uživatele jako alternativa k jednoduššímu základnímu zobrazení LifeBeat programu. Umožňuje sledování výstupu měření v reálném čase a uživatel má možnost sám vyhodnotit výsledek. To by mělo poskytnout lepší a užitečnější informace k správnému vyhodnocení výsledku. Vyhodnocení je pomalejší a odvíjí se od zkušeností uživatele. vzdálenost pohnutí od senzoru Obrázek 12 Linescan zobrazení v ExpertMode Získané informace se zobrazují v tzv. Linescan (Obrázek 12) zobrazení. Při spuštění Linescan zobrazení se napřed obrazovka displeje začne postupně zleva načítat. Po načtení (cca 10 až 15 sekund) se data začnou zobrazovat postupným nabíháním z pravé strany displeje. Zachycený pohyb je zobrazen obrácenými V. Trvalé pohyby se zobrazí jako světlejší a tmavší fleky a pruhy, pokrývající displej od spodní části až po vzdálenost, kde se pohyb nachází. Vzdálenost se odečítá na stupnici na levé straně. V případě, že není v prohledávaném prostoru pohyb, výstup zobrazený na displeji působí jednotvárně. V tomto módu je možno měnit barvu a citlivost zobrazeného výstupu pro snazší identifikaci pohybů. Větší citlivost snadněji zachytí i okolní ruchy a zvyšuje možnost chybného vyhodnocení. Na druhou stranu menší citlivost zmenšuje šanci zachytit drobné pohyby. Proto je třeba nastavení volit jednotlivě ke každému konkrétnímu měření podle podmínek na místě nasazení. 18

Další možnost zobrazení výstupu je Waveform (Obrázek 13). Pomocí křivky v grafu je zobrazena kvalita vysílaného signálu. Pokud systém pracuje správně musí být v tomto výstupu amplituda zobrazené křivky mezi 0,5 a 0,5. Obrázek 13 Zobrazení Waveform v ExpertModu Jednotlivá měření je možno nahrát a uložit a později znovu zhlédnout (Obrázek 14). Systém umožňuje záznam až 50 hodin provozu v maximálně 99 souborech. Údržba dat by neměla být zanedbána, protože při dosažení maximální kapacity paměti hrozí zamrznutí systému. Data jdou smazat rovnou v PDA nebo přes USB přehrát do PC. V případě nejasností lze data odeslat výrobci k zhodnocení a vysvětlení. Obrázek 14 Seznam uložených měření 19

7. Praktické zkoušky Jak již bylo zmíněno, výsledek hledání může ovlivnit spoustu vnějších vlivů. Proto je třeba, aby uživatel dokázal rozlišit podmínky, které mají vliv na výsledek hledání. Toho nelze docílit jinak než praktickými zkouškami zařízení. 7.1. Zkoušení na stanici Při zkoušení na stanici v některých situacích fungoval přesně, v jiných působil zmateným dojmem, či nefungoval vůbec. Například v situaci, kdy měl zjistit přítomnost osob přes tenkou zeď (příčka mezi kancelářemi), zařízení fungovalo správně a zobrazovalo hodnoty odpovídající skutečné situaci. Z PDA šlo odečíst jak vzdálenost, tak i počet osob v místnosti, i přestože PDA bylo blíže než předepsaných 6 m od senzoru, ale jen cca 2 m. Naopak při zkoušce v mezipatře na schodišti (Obrázek 15) zařízení zobrazovalo přítomnost osob v základním zobrazení LifeBeat, ale působilo nejasně. Na displeji se zobrazovali střídavě všechny symboly, bez závislosti na činnost hledané osoby. I zobrazení vzdálenosti bylo pouze orientační. Stejně tak se v nijak neprojevil počet hledaných osob. Důležité ale je, že pokud se ve zkoumaném prostoru nikdo nenacházel, tak PDA nehlásilo přítomnost a naopak. ExpertMode reagoval na výraznější pohyby jako mávání rukou, přešlapování apod. Obrázek 15 Měření skrz podlahu. 20

Při dalším testu bylo vyzkoušeno jak bioradar funguje skrz stěnu automobilu. Senzor byl umístěn v dodávce (Obrázek 16) a hledaná osoba stála hned za stěnou vozu (Obrázek 17). Zde ze potvrdilo, že zařízení neumí vyhledávat skrz kovy jako ocel apod. Ať se hledaná osoba snažila sebevíc hýbat, bioradar nezachytil nic, i když byl senzor přiložen těsně ke stěně dodávky vzdálenost pohybující se osoby a senzoru nebyla více jak 1 metr. Obrázek 16 Umístění senzoru v dodávce Obrázek 17 Pozice hledané osoby Při zkoušce přes hliníková vrata byl výsledek obdobný jako u zkoušení bioradaru v mezipatře schodiště. Senzor byl přiložen k vratům (Obrázek 18) a hledaná osoba mávala rukama před tělem nebo se nehýbala v různých vzdálenostech. V základním zobrazení LifeBeat programu se opět střídali symboly. Každý symbol se zobrazoval v jiné vzdálenosti většinou neodpovídající skutečnosti. Zato ExpertMode 21

fungoval velice přesně. Pohyb rukou zachytil a odečtená vzdálenost odpovídala té skutečné a měnila se podle vzdálenosti osoby od senzoru. Obrázek 18 Senzor u hliníkových vrat V další zkoušce se hledaná osoba nachází za cca 2 metry tlustou nosnou zdí. Zde Bioradar fungoval správně a zachytil osobu, která se nehýbala. V základním zobrazení programu LifeBeat ji zobrazil správně červeným kolečkem jako dýchání (Obrázek 19). Obrázek 19 Cca 2 m tlustá nosná zeď 22

Tyto zkoušky jsou spíše pro pochopení činnosti bioradaru a porovnání zobrazovaných výstupů, protože uživatel ví, kdy je v prohledávaném prostoru osoba a kdy není. Stejně tak má přehled, co dotyčný dělá, a to pak může porovnat se zobrazenými hodnotami. 7.2. Praktické zkoušky v Dolních Vítkovicích Zkoušení proběhlo 2.2.2007 v areálu bývalé aglomerace Vítkovických železáren. Při testování zařízení se zkoušelo na různých materiálech. Při tomto testování byl přítomen zástupce výrobce. Zkoušela se funkčnost zařízení skrz různé materiály jako navrstvené pražce, beton či navrstvený eternit (Obrázek 20, 21). Zařízení zaznamenalo osobu v prohledávaném prostoru až na základě jejího pohybu. Když byla osoba v klidu bez pohybu, tak zařízení nic nenašlo. Průběh měření mohl být ovlivněn oplechováním stropů betonové kobky, kde se nacházela hledaná osoba. Obrázek 20 Senzor na několika vrstvách pražců [2] 23

Obrázek 21 Měření přes eternit a betonový strop [2] Ačkoli bioradar nefunguje přes kovové materiály, zkusil se senzor na vrstvě několika vlněných plechů (Obrázek 22). Dle očekávání bioradar osobu nenalezl. Potvrdilo se, že není možné prozkoumat prostor pod např. plechovou střechou a jinými kovovými konstrukcemi. Obrázek 22 Senzor na vrstvě několika vlněných plechů [2] Další situace, ve kterých bioradar neuspěl, tzn. že nenašel osobu ve vyhledávaném prostoru, bylo hledání osoby skrz hromadu zeminy a stavební suti (Obrázek 23), skrz konstrukci budovy (Obrázek 24) a skrz železobetonovou kostku (Obrázek 25). Při hledání skrz konstrukci bylo měření pravděpodobně ovlivněno přítomností velkého množství železných profilů a předmětů. 24

Obrázek 23 - Hromada zeminy a stavební suti [2] Obrázek 24 Budova [2] Obrázek 25 Železobetonová kostka [2] 25

V situacích, kdy se hledaná osoba nacházela za zdí (Obrázek 27) a betonové jímce (Obrázek 26), bioradar velmi rychle vyhledal pohybující se osoby i osoby bez pohybu simulující bezvědomí. Stejný výsledek byl i při zkoušce hledání osob v sutinách domů, kde byly vytvořeny podmínky velmi blízké reálným (Obrázek 28). Obrázek 26 Betonová jímka [2] Obrázek 27 Hledaná osoba cca 5 m za zdí [2] 26

Obrázek 28 Sutiny domů [2] 7.3. Testování bioradaru v zahraničí Níže je uveden rozsáhlý test bioradaru LifeLocator TM. Test provedl jeden z největších uživatelů tohoto zařízení. Výsledky testování mi poskytla firma UltraVision Security System, Inc., která toto zařízení vyrábí a měla tyto výsledky k dispozici. Bohužel na přání uživatele, který test prováděl, mi nebyly poskytnuty informace o jeho identitě, tudíž i o místu, kde test proběhl. Test byl proveden v listopadu roku 2007 a během něj bylo provedeno 188 jednotlivých zkoušek, které byly rozděleny do tří stupňů obtížnosti podle podmínek simulujících zasypání oběti. Jednotlivé situace byly voleny náhodně. 7.3.1 Úrovně obtížnosti testovaní Nízká obtížnost: - hledání pohybu ruky nebo nohy za betonovou zdí bez žádného vyztužení (tloušťka 20 cm) ve vzdálenosti do 150 cm. - hledání stejného pohybu za betonovou zdí (tloušťka 20 cm) s vyztužením ve vzdálenosti do 100 cm. Provedeno 48 zkoušek ve několika různých situacích, během nichž byl testován vliv různých objektů a materiálů (skříně, nábytek, výrobky z kovů, atd.) 27

Sřední obtížnost: - hledání pohybu ruky nebo nohy za betonovou zdí bez žádného vyztužení (tloušťka 20 cm) ve vzdálenosti větší než 1,5 metru a menší než 3 metry. - hledání pohybu ruky nebo nohy za betonovou zdí s vyztužením (tloušťka 20 cm) ve vzdálenosti větší než 1 metr a menší než 2,5 metru. - hledání pohybu dlaně nebo chodidla za betonovou zdí s vyztužením ve vzdálenosti menší než 1,5 metru. Provedeno 83 zkoušek v různých situacích. Vysoká obtížnost: Hledání pohybu dlaně nebo chodidla za betonovou zdí s vyztužením ve vzdálenosti větší než 1,5 metru. Dále byly v této kategorii přidány situace, v kterých se testovalo, ale neodpovídali kritériím v předchozích kategoriích. Provedeno 57 zkoušek v různých situacích. 7.3.2. Výsledky testování: Výsledky jednotlivých měření jsou shrnuty podle kategorií a do celkového souhrnu v tabulkách 2 až 9. Jednotlivá měření a jejich výsledky jsou rozepsány v příloze A. Definice pojmů: Skutečná situace Přítomnost/Nepřítomnost oběti v prohledávaném prostoru Výsledek hledání Vyhodnocení situace obsluhou zařízení, zdali je v prohledávaném prostoru oběť přítomna či nepřítomna. Správný výsledek Výsledek vyhledávání odpovídá skutečné situaci Pozitivní chyba Osoba nebyla systémem nalezena, přestože se v prohledávaném prostoru nacházela (tzv. Alfa chyba). Negativní chyba Systémem byla nalezena oběť, přestože ve skutečnosti se v prohledávaném prostoru nikdo nenacházel (tzv. Beta chyba). 28

V tabulce 2 a 3 jsou uvedeny výsledky celkem 48 provedených zkoušek při nízké úrovni obtížnosti. Tabulka 2. Přehled správných výsledků a chyb při nízké obtížnosti. Výsledek hledání Skutečná situace Nepřítomnost Přítomnost Celkem Nepřítomnost 14 1 15 Přítomnost 1 32 33 Celkem 15 33 48 Tabulka 3 Poměr výsledků testování při nízké obtížnosti. Výsledek Počet % Správný výsledek 46 95.8% Alfa chyba 1 2.1% Beta chyba 1 2.1% V tabulce 4 a 5 jsou uvedeny výsledky celkem 83 provedených zkoušek při střední úrovni obtížnosti. Tabulka 4 - Přehled správných výsledků a chyb při střední obtížnosti. Výsledek hledání Skutečná situace Nepřítomnost Přítomnost Celkem Nepřítomnost 10 3 (5) 13(15) Přítomnost 7(11) 57 64(68) Celkem 17(21) 60(62) 77(83) Pozn.: V závorkách jsou uvedeny výsledky včetně měření, u kterých se vyskytly problémy v komunikaci mezi senzorem a PDA. Během zkoušek se vyskytly problémy v komunikaci mezi PDA a senzorem působené pravděpodobně vysíláním senzoru. Chybné výsledky způsobené touto chybou nejsou započítány v konečném shrnutí, ale jsou uvedeny v závorkách. Tabulka 5 Poměr jednotlivých typů výsledků testování při střední obtížnosti. Výsledek Počet % Správný výsledek 67 87% (80,7%) Alfa chyba 7(11) 9.1% (13,3) Beta chyba 3(5) 3.9% (6,0%) Pozn.: V závorkách jsou uvedeny výsledky včetně měření, u kterých se vyskytly problémy v komunikaci mezi senzorem a PDA. 29

V tabulce 6 a 7 jsou uvedeny výsledky celkem 57 provedených zkoušek při vysoké úrovni obtížnosti. Tabulka 6 - Přehled správných výsledků a chyb při vysoké obtížnosti. Výsledek hledání Skutečná situace Nepřítomnost Přítomnost Celkem Nepřítomnost 6 0(7) 6(13) Přítomnost 6 38 44 Celkem 12 38(45) 50(57) Pozn.: V závorkách jsou uvedeny výsledky včetně měření, u kterých se vyskytly problémy v komunikaci mezi senzorem a PDA. Během zkoušek se vyskytly problémy v komunikaci mezi PDA a senzorem působené pravděpodobně vysíláním senzoru. Chybné výsledky způsobené touto chybou nejsou započítány v konečném shrnutí, ale jsou uvedeny v závorkách. Tabulka 7 - Poměr jednotlivých typů výsledků testování při vysoké obtížnosti. Výsledek Počet % Správný výsledek 44 88% (77,2%) Alfa chyba 6 12% (10,5%) Beta chyba 0(7) 0% (12,3%) Pozn.: V závorkách jsou uvedeny výsledky včetně měření, u kterých se vyskytly problémy v komunikaci mezi senzorem a PDA. zkoušek. V tabulce 8 a 9 jsou uvedeny celkové výsledky všech 188 provedených Tabulka 8 Celkový přehled správných výsledků a chyb. Skutečná situace Výsledek hledání Nepřítomnost Přítomnost Celkem Nepřítomnost 30 4(13) 34(43) Přítomnost 14(18) 127 141(145) Celkem 44(48) 131(140) 175(188) Tabulka 9 Celkový poměr jednotlivých typů výsledků testování. Výsledek Počet % Správný výsledek 157 89,7 % (83,5 %) Alfa chyba 14(18) 8 % (9,6 %) Beta chyba 4(13) 2,3 % (6,9 %) Pozn.: V závorkách jsou uvedeny výsledky včetně měření, u kterých se vyskytly problémy v komunikaci mezi senzorem a PDA. 30

8. Závěr Bioradar je užitečný technický prostředek zcela odlišný od běžnějších technických prostředků určených pro průzkum zavalených a zasypaných prostor. Jeho nasazení sice neřeší se 100% účinností všechny situace, které během mimořádných událostí mohou nastat, ale výrazně zvyšuje šanci nalézt zavalené oběti. Úspěšnost závisí na podmínkách a hlavně na množství ocelových prvků v místě nasazení. To se potvrdilo i při dosud jediném nasazení bioradaru v ČR při zřícení haly v Kladně v létě 2007, kdy příslušníci ostravského odřadu USAR vyslaní k této události byli vybaveni mimo jiné bioradarem, ale ocelová konstrukce zřícené haly vyloučila jeho úspěšné nasazení. V práci jsem se zaměřil na nasazení bioradaru, v ČR doposud nepříliš známého technického prostředku k vyhledávání zavalených a zasypaných osob. V první části práce jsem se snažil vysvětlit co je bioradar a jak funguje s cílem poskytnout nejen uživateli bioradaru představu o principech činnosti toho zařízení. Dále jsem se zabýval samotným nasazením bioradaru. Popsal jsem, jak by se měl bioradar správně používat, faktory ovlivňující měření, a jak vyhodnotit výsledek vyhledávání jednotlivými způsoby, které toto zařízení umožňuje. Součástí práce je popis nasazení bioradaru při praktických zkouškách, které mají ukázat příklady použití. Jsou zde popsány i výsledky testování, které umožňují vytvořit si představu o účinnosti bioradaru při jeho nasazení. V současnosti je bioradar stále ve fázi jeho testování a zaškolování obsluhy na cvičeních USAR týmu za účelem získání praktických zkušeností s jeho aplikací v podmínkách podobných běžné zásahové činnosti při záchraně osob. 31

9. Seznam použité literatury: [1] Manuál k obsluze bioradaru LiveLocator TM [2] Fotodokumentace HZS Ostrava [3] Geophysical Survey Systems, Inc. [online]. 2006 [cit. 2008-04-17]. Dostupný z WWW: <http://www.geophysical.com/documentation/brochures/gssi_utilit yscanbrochure.pdf>. [4] Georadar [online]. 2005 [cit. 2008-04-17]. Dostupný z WWW: <http://www.geo-radar.pl/en/methods/georadar/working/>. [5] Georadar.cz [online]. [cit. 2008-04-17]. Dostupný z WWW: <http://www.georadar.cz/> [6] Firemní materiály UltraVision Security Systems. 2007 [cit. 2008-04-12]. Dostupné z WWW: <www.ultravisionsecurity.com>. [7] Lupa.cz [online]. 1998-2008 [cit. 2008-03-21]. Dostupný z WWW: <http://www.lupa.cz/clanky/ultra-sirokopasmove-site/>. [8] Pulsetechnologies [online]. [cit. 2008-03-16]. Dostupný z WWW: <http://www.pulstech.ru/?mod=abouttech&lng=eng>. [9] Institut de Microtechnique [online]. 2000 [cit. 2008-03-19]. Dostupný z WWW: <http://www2.unine.ch/jahia/site/esplab/cache/bypass/lang/de/pid/139 92?print=1>. [10] Bill Lozon. E-mail, Výsledky testování bioradaru v zahraničí. 2008, UVSS, Inc., Salem, New Hamshire, USA 32

Seznam příloh: Příloha A - Kompletní seznam výsledků testování v zahraničí získaných od firmy UVSS, Inc Příloha B - Návod k požití bioradaru LiveLocator TM 33