Geographical Information Systems supporting the Maritime Search and Rescue planning : evaluating the voluntary emergency response in the Gulf of Finland

Geographical Information Systems (GIS) are increasingly used to support the emergency planning. GIS methods can be utilized when planning the emergency response system as well as in the emergency management during and after incident. In this study, GIS methods are applied to maritime Search and Rescue (SAR) planning. Traffic amounts are constantly growing in the Gulf of Finland (GoF) and SAR response has to keep up with them. Means to evaluate the SAR response are needed to ensure the adequacy of rescue resources. The voluntary SAR response in in the Finnish waters of the GoF is evaluated. The focus is on the operations of the Finnish Lifeboat Institution (FLI) that is the umbrella organization for voluntary maritime rescue associations in Finland. However, it is hoped that also other SAR operators can apply the presented methods when planning their SAR operations. The main interest is in boating because leisure boats are most often the object of a rescue mission. Timeliness is crucial in emergency operations and thus the SAR response is evaluated here mainly based on the response times. The response times with the current fleet of the FLI are modelled with cost distance methods. Weather factors affect significantly the speed of the Search and Rescue Units (SRU). Therefore, in order to make the results more realistic, different wave height scenarios are included in the cost distance calculations. The wave heights are modelled with two different wind speeds and three different wind directions. The results contain response time maps for the whole study area in different wave height conditions, response times for past incident sites, response times with two units and response times for high incident density areas. Also the number of concurrent incidents in certain sub-areas is observed. According to the results of the thesis the voluntary SAR response in the GoF is generally good. Some improvements would be necessary if the FLI would be the only SAR operator in the area. However, if the units of Finnish Boarder Guard (FBG) are also taken into account the response seems adequate. Therefore, no major changes in the operations of voluntary SAR organizations in the GoF are suggested. Instead, the adequacy of the SAR response elsewhere in Finland could be evaluated. The lower density of SRUs outside the study area may result in inadequacy of SAR response.Paikkatietomenetelmiä käytetään nykyään usein apuna suunniteltaessa pelastustoimia. Niitä voidaan käyttää niin suunniteltaessa pelastusjärjestelmiä kuin apuna itse onnettomuuden aikanakin. Tässä tutkimuksessa paikkatietomenetelmiä on käytetty meripelastuksen suunnitteluun. Suomenlahden liikennemäärä on kasvava ja meripelastuksen on pysyttävä mukana tässä kehityksessä. Pelastusresurssien riittävyyden takaamiseksi tarvitaan menetelmiä, joiden avulla voidaan arvioida meripelastusvalmiutta. Tässä työssä tarkastellaan vapaaehtoista meripelastusta Suomen aluevesiin rajautuvalla alueella Suomenlahdella. Ensisijaisesti tarkastellaan Suomen Meripelastusseuran (SMPS) toimintaa. SMPS on valtakunnallinen vapaaehtoisten meri- ja järvipelastusyhdistysten keskusjärjestö. Myös muiden meripelastustoimijoiden toivotaan voivan hyödyntää työssä esitettyjä menetelmiä. Pääosin tarkastellaan veneilyonnettomuuksia, sillä vapaa-ajan veneilijät ovat SMPS:n suurin kohderyhmä. Nopeus on tärkeää pelastustoiminnassa ja siksi meripelastusta arvioidaan tässä tutkimuksessa lähinnä vasteaikojen avulla. Kustannusetäisyysmenetelmien avulla mallinnetaan vasteaikoja, jotka voidaan saavuttaa SMPS:n nykyisellä kalustolla. Sääolosuhteet vaikuttavat merkittävästi pelastusalusten nopeuksiin. Jotta tulokset olisivat todenmukaisempia, kustannusetäisyyslaskelmiin on lisätty mukaan erilaisia aallonkorkeustilanteita. Tulokset sisältävät vasteaikakarttoja eri aallonkorkeustilanteissa, menneille onnettomuuspaikoille laskettuja vasteaikoja, vasteaikoja kahdella pelastusaluksella ja vasteaikoja alueille, joilla on korkea onnettomuustiheys. Myös samanaikaisten onnettomuuksien määrää tarkastellaan. Tämän tutkimusten tulosten mukaan vapaaehtoisen meripelastuksen valmius Suomenlahdella on pääosin hyvä. Jos SMPS olisi ainoa meripelastustoimija alueella, joitakin parannuksia tarvittaisiin. Jos kuitenkin myös Rajavartiolaitoksen yksiköt otetaan huomioon, nykyinen valmius vaikuttaa riittävältä. SMPS:n toimintaan Suomenlahdella ei tämän vuoksi ehdoteta suuria muutoksia. Sen sijaan meripelastusvalmiutta muualla Suomessa voitaisiin arvioida. Pelastusyksiköitä on harvemmassa tutkimusalueen ulkopuolella, mikä saattaa johtaa pelastusvalmiuden riittämättömyyteen

Utilizing geographic information systems tools for risk-informed maritime search and rescue performance evaluation

In many sea areas there is significant recreational activity, with many sailing vessels and motor boats navigating, especially in coastal areas. Search and Rescue (SAR) organizations ensure the safety of people at sea, and are relatively frequently called to perform rescue or assistance missions to people in distress. Apart from the importance of adequate operational planning and training, rescue organizations benefit from establishing a robust, effective and cost-efficient response system. Risk-informed capacity planning can serve as a decision-support tool for determining the number and location of the required search and rescue units (SRUs). The purpose of this paper is to present such a risk-informed approach, which combines analysis of historic accident and incident data of recreational boating with information derived from Geographic Information System (GIS) methods. The method is applied to a case study focusing on the risk-informed capacity evaluation of the voluntary search and rescue services in the Finnish part of the Gulf of Finland. Results indicate that the response performance for recreational boating incidents is very good in most areas.Peer reviewe

Risk Assessment and Management for Maritime SAR and Oil Spill Response

This report summarizes selected publications that deal with maritime Search and Rescue (SAR) operations, winter navigation as well as oil spill response. In the first part of this report, the SAR capabilities, response times and effects of weather on Finnish Search and Rescue Units (SRUs) are evaluated. Besides this, the risk of oil spill and effects of winter conditions were evaluated. Two of the most relevant accident types – collisions consequences on oil tanker and RoPAx vessels – were evaluated. Both tankers as well as RoPax vessels are very common vessels in the Gulf of Finland, carrying thousands passengers or tonnes of oil. However, during the project it was found that there are currently no particularly reliable methods for assessing which sea areas are most prone to accidents. This highlights the need for future research in the methodology. Furthermore, a model is presented that describes the interaction between ships and the ice when navigating in an ice channel. This model helps to understand better the increased side forces and yaw that occurs in ice channel when compared to sailing in open waters. This can be used to train bridge personnel to better understand their ship's behavior under challenging ice channel conditions, thus decreasing risk.  A final model describes how fast an oil slick will spread in an ice channel as a function of factors such as the ice concentration and ice floe size, allowing for better estimation of how far oil will spread until effective clean-up measures can be taken

Finnish maritime and lacustrine SAR incidents and response - mapping and analysis for the period 2007-2012

This report presents a visualization and analysis of the Finnish maritime and lacustrine Search and Rescue (SAR) incidents and response services during the years 2007—2012. The focus is on the activities of the Finnish Lifeboat Institution but also the missions performed by the Finnish Border Guard and the Finnish Rescue Services are shown. This unprecedented integration of data sources provides a comprehensive insight in the SAR incidents and response. The incidents with recreational boating furthermore provide insight in the boating patterns in the sea and lake areas. The missions performed by the Finnish Lifeboat Institution are shown on a series of maps and characteristics of the missions are summarized in a range of charts and statistical analyses. The visualization and analysis is performed at three different levels: national, regional and by association. The geographical maps show the incident location, type and density. In addition, a primary sphere of operation is defined, including 70% of the incidents. The temporal incident distribution is evaluated by dividing incidents weekly and annually. The delay in the departures and the amount of time that is used by volunteers in the missions is measured. The type of incident or mission and the object of mission are also studied. Most of the associations have more than one vessel so visualizations of the missions performed by different vessels were also made. The visualizations and analyses aim primarily at supporting the decision making process for the strategic fleet planning of the Finnish Lifeboat Institution. It is hoped that the other actors in the Finnish SAR system, in particular the Finnish Boarder Guard, can benefit from the results as well.Tässä raportissa kuvataan ja analysoidaan Suomen järvi- ja merialueilla vuosina 2007–2012 tapahtuneista onnettomuuksista seuranneita etsintä-, pelastus- ja avunantotehtäviä. Ensisijaisesti tarkastellaan Suomen Meripelastusseuran (SMPS) suorittamia tehtäviä, mutta myös Rajavartiolaitoksen ja Pelastuslaitoksen suorittamat tehtävät huomioidaan. Nämä kolme toimijaa tilastoivat suorittamansa tehtävät ja näiden aineistojen yhdistäminen mahdollistaa kattavan kokonaiskuvan luomisen Suomen vesiliikenneonnettomuuksista. Huviveneille tapahtuneet onnettomuudet auttavat hahmottamaan veneilytapoja meri- ja järvialueilla. Suomen Meripelastusseuran suorittamat tehtävät on esitetty kartoilla ja tehtävien ominaisuuksia on kuvattu kuvaajilla ja tilastollisilla analyyseilla. Tehtäviä on visualisoitu kartoille ja analysoitu kolmella eri tasolla; valtakunnallisesti, alueellisesti ja yhdistystasolla. Kartat esittävät tehtävien sijainnit, tiheydet ja tehtävätyypit. Näiden lisäksi kullekin yhdistykselle on määritelty ydintoiminta-alue, jonka sisälle sijoittuu 70 % tehtävistä. Tehtävien ajallista jakaumaa on tarkasteltu jakamalla tehtävät vuosittain ja viikoittain. Lisäksi on laskettu vapaaehtoisten tehtäviin käyttämä aika ja lähtöviiveiden pituus. Tehtäviä on tarkasteltu myös tehtävätyypin ja tehtävän kohteen osalta. Useimmilla Meripelastusseuran jäsenyhdistyksillä on käytössään useampi kuin yksi alus ja tehtävien jakaantuminen eri aluksille on visualisoitu. Visualisointien ja analyysien pääasiallinen tavoite on auttaa Suomen Meripelastusseuraa, sen tehdessä päätöksiä pelastusalustensa sijoittamisista. Myös muiden etsintä- ja pelastustoimeen Suomen vesialueilla osallistuvien, erityisesti Rajavartiolaitoksen, toivotaan hyötyvän tuloksista