Cas clients

#06 Optimisation de l’activité opérationnelle du SDIS 59

  • > Exploration et analyse dynamiques des données d’intervention
  • > Conception et développement d’un outil de simulation de sinistres
  • > Conception d’un interface web d’aide à la décision relative à la répartition et à l’engagement des moyens de secours

Think

Le Service départemental d’incendie et de secours du Nord (SDIS 59) est chargé d’assurer la sécurité des personnes et des biens du département le plus peuplé de France avec 2,6 millions d'habitants.

Le SDIS 59 est également le plus important service d’incendie et de secours de France par ses effectifs de sapeurs-pompiers professionnels et volontaires : 6 333 agents. Son activité opérationnelle s’exerce sur un territoire de 5 743 km² qui comporte des secteurs à très forte urbanisation et des zones rurales éloignées des centres urbains.

Ces caractéristiques territoriales hors normes constituent un enjeu d’organisation opérationnelle de première importance.

Dans le cadre de la révision du Schéma départemental d’analyse et de couverture des risques, le SDIS est amené à évaluer l’objectif de délai de couverture des risques courants qui est de fournir au moins un premier moyen de secours en 15 minutes. Il proposera en outre un nouvel objectif de couverture des risques courants qui doit garantir la qualité du service public tout en maîtrisant ses coûts de fonctionnement.

Dans cette optique, Datastorm et le SDIS 59 ont décidé de collaborer sur la mise en place d’une solution permettant d’optimiser l’activité opérationnelle des sapeurs-pompiers du Nord.

La mission s’est déroulée en plusieurs phases :
> exploration et analyse dynamiques des données d’intervention sur la période 2014-2018 ;
> calcul de statistiques descriptives, analyse et ajustement de lois adéquates aux observations des sinistres ;
> conception et développement d’un outil de simulation de séries annuelles de sinistres selon les lois estimées ;
> conception d’un algorithme d'application des règles d’engagement des moyens humains et matériels du SDIS 59 ;
> conception d’un interface web d’aide à la décision relative à la répartition et à l’engagement des moyens de secours.

GESTION ET TRAITEMENT DES DONNÉES

Données structurelles et d’activité utilisées :
> référentiels et activité des 116 centres d'incendie et de secours du département : géolocalisation, parc d’engins, effectifs ;
> transactions traçant l’activité de ces 116 centres sur 4 ans : date de l’intervention, type de sinistre, moyens humains et matériels engagés et temps d’intervention ;
> fonds de cartes du département du Nord à l’échelle communale en open data ;
> règles opérationnelles d’engagement fixées par le Schéma départemental d’analyse et de couverture de risque.

APPROCHE MÉTHODOLOGIQUE

L’activité dont nos indicateurs veulent mesurer la performance est soumise à des aléas. Pour estimer la robustesse de ces indicateurs, mais surtout les comparer sous différentes hypothèses, nous avons choisi de modéliser ces aléas.

aleas SDIS59Les méthodologies statistiques et mathématiques principales mises en œuvre :
• Méthode de Monte Carlo
• Méthodes d’estimation non paramétrique
• Optimisation linéaire simple

Une fois les lois caractéristiques des sinistres établies avec suffisamment de vraisemblance, des années de sinistres par simulation Monte Carlo ont été produites selon ces lois. Les règles d’engagement leur ont ensuite été appliquées pour produire les indicateurs de robustesse recherchés.

Model

Deux dimensions de modélisation :
> l'une relative au suivi de l’activité du SDIS 59, qu’elle soit réelle, historique ou simulée et donc dans ce cas à la qualité des simulations de sinistres ;
> l'autre relative à l’exploitation des résultats de l’application des hypothèses de ressources et de règles d’engagements sur ces données simulées.

Pour la première dimension, nous avons principalement travaillé la qualité des agrégats en considérant leurs distributions simples puis conjointes. Leurs analyses nous ont amenés à produire de nouveaux agrégats tels que le nombre d’interventions par heure d’une semaine typique et par type d’habitat (graphe ci-dessous). La prise en compte de ce type d’interventions s’est révélée particulièrement utile pour rendre compte de l’activité du SDIS 59 et des moyens de l’améliorer.

interventions SDIS59

 

 

 

 

 

 

 

 

Trois modèles ont été conçus, constituant une chaîne de traitement complète :
> un modèle estimant les lois que régissent les dimensions caractéristiques d’un sinistre : emplacement, date de survenue, type de sinistre, durée et fréquence ;
> un modèle de simulation de sinistres s’appuyant sur les lois obtenues grâce au modèle précédent ;
> un modèle permettant d’associer des règles d’engagement à la survenue d’un sinistre parmi les sinistres simulés sur une année fictive.

activite SDIS 59

 

Build

SOLUTION LIVRÉE

Une première application R-Shiny interactive proposant notamment :
> une analyse descriptive des indicateurs principaux (délais de réponse et taux de sollicitation) ;
> une vue spécifique sur les gardes et les astreintes des sapeurs-pompiers ;
> des cartographies illustrant la répartition spatiale des indicateurs sur les communes du département ;
> de calculer la couverture opérationnelle du SDIS 59 en fonction de contraintes et de filtres.



cartographie SDIS 59

Visualisation de la qualité de la couverture opérationnelle du SDIS 59 sur l'ensemble du département du Nord. Sur cet exemple, nous pouvons constater la répartition des communes (en vert) vérifiant un taux d’intervention de 95% avec un délai de réponse inférieur à 15 min sur la période. La couverture est calculée comme étant de 90.47% (rapport entre la superficie de ces communes relativement à celle du département).



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Une deuxième application web interactive permettant :
> la création de scénarios, en particulier de moduler les caractéristiques des centres d'incendie et de secours (lieu et armement) et de personnaliser leur règle d’engagement ;
> la restitution des impacts de ces scénarios sur les indicateurs de performance opérationnelle du SDIS 59 et leur comparaison.



 

 

 

 

 

 

 

 

 

Enjeux calculatoires

Le calcul de la couverture opérationnelle se fait via une application nécessairement séquentielle des règles d’engagement de ressources disponibles en réponse à une année de sinistres, soit environ 160000 évènements. Il nécessite environ 30 minutes par cœur. Du fait de ce fonctionnement séquentiel, le seul moyen de réduire le temps de calcul nécessaire à la production des mesures de robustesse des indicateurs d’une qualité suffisante a été de paralléliser les traitements par années simulées. Sur un serveur de calcul standard, nous avons ainsi pu contenir le temps de calcul à moins d’une demi-journée par scénario.

 

Aujourd’hui, la modélisation, le développement d’algorithmes et la création d’applications de pilotage dédiées permettent au SDIS 59 :
> une connaissance réelle et précise des indicateurs de performance allant au-delà des chiffres bruts ;
> de quantifier objectivement les effets des différents scénarios d’engagement envisagés ;
> de détecter d’éventuels effets d’interactions et « niches » de sinistres ;
> de mieux communiquer sur l’activité opérationnelle grâce à un outil de visualisation synthétique et dynamique.

 

*Risques courants :
Incendie : feux d'habitations, feux d'industries, feux de végétaux...
Secours à personne : accidents de la route, détresse vitale, accidents domestiques ou de travail
Opérations diverses : inondations, faits d'animaux...

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