Schneller und effizienter dank Sensordatenfusion: Winterdienst und Vorfeldplanung am Flughafen Köln/Bonn

Die komplexe Prozesslandschaft an Flughäfen birgt besondere Herausforderungen für die operative Lagedarstellung und Entscheidungsunterstützung vor Ort. Denn auf einem räumlich begrenzten Areal interagieren unterschiedliche Interessengruppen (Flughafenbetreiber, Flugsicherung, Fluggesellschaften, weitere Dienstleister…), die sich Ressourcen wie Infrastruktur oder Flug- und Fahrzeuge teilen müssen. Erschwerend hinzu kommen nicht beeinflussbare externe Faktoren, wie insbesondere die Wetter- und Verkehrslage, die unmittelbare Auswirkungen auf den Ablauf der Prozesse am Flughafen haben können.

Eine klassische Problemstellung an Flughäfen ist, die vielen vor Ort verfügbaren Daten, die für die Koordinierung reibungsloser Abläufe von Relevanz sind, zu einem informativen und übersichtlichen Lagebild zusammenzuführen. Im Auftrag des Flughafens Köln/Bonn sollte ein System zur verbesserten Lagedarstellung und Verfügbarkeit von Informationen entwickelt werden, das dem Flughafenpersonal Entscheidungsunterstützung bietet und die Abläufe angesichts sich regelmäßig verändernder Bedingungen und Ressourcenverfügbarkeiten flexibler und reaktionsschneller gestaltet.

Das Fraunhofer FKIE hat in der abteilungsübergreifenden Projektreihe »Intelsys« (Integriertes Entscheidungsunterstützungs- und Lagedarstellungssystem) seit 2013 kontinuierlich Komponenten für die Lagedarstellung und Entscheidungsunterstützung am Flughafen Köln/Bonn entwickelt und erprobt. Durch die Anbindung unterschiedlicher Flughafensysteme – Sensorik der Start- und Landebahnen, operative Dispositionsdaten, Flugplandaten etc. – konnte ein umfassendes Lagebild, ein sogenanntes Common Relevant Operational Picture (CROP), erstellt werden, das sämtliche Daten in sich vereint. Es wird durch eine Regel-Engine permanent analysiert, um entscheidungsunterstützende Hinweise auf Basis hinterlegten Prozesswissens zu geben. Die Verteilung der Informationen erfolgt zielgerichtet anhand vordefinierter Rollen.

Das Projekt startete zunächst mit dem Testfeld »Winterdienst«, das zum 1. November 2013 erfolgreich auf das System umgestellt wurde: Die durch die am Flughafen vorhandenen Sensoren übermittelten Daten wie Luft- und Bodentemperatur, Gefrier- und Taupunkt, relative Feuchte, Niederschlagsart und -menge werden seither mit den Flugdaten, aktuellen Wettervorhersagen und den Tankfüllständen der Enteisungsmittel zu einer übersichtlichen Lagedarstellung zusammengeführt und verarbeitet. Informationen und Aufträge werden den Winterdienst-Mitarbeitern per Handheld (mobile Endgeräte wie Smartphones/Tablets) übermittelt und der jeweilige Bearbeitungsstatus anschließend auf demselben Weg von diesen zurückgemeldet.

Im Jahr 2016 wurde das System um Prognosefunktionen für die Vorfeldplanung bzw. für die verbesserte Auslastung der Abstellpositionen erweitert. Der hierfür bis dahin notwendige Informationsaustausch per Funk wurde auf digitale Kommunikation via Handheld umgestellt.

Bereits seit November 2013 ist das Integrierte Entscheidungsunterstützungs- und Lagedarstellungssystem »Intelsys« in den Live-Betrieb des Köln/Bonner Flughafens eingebunden. Seitdem leistet es in den Arbeitsfeldern »Winterdienst« und »Vorfeldplanung« signifikante Lagedarstellungs- und Entscheidungsunterstützung.

Durch die zentrale Zusammenführung und -auswertung relevanter Sensor- und anderer Daten in einem übersichtlichen Lagebild (CROP) sowie durch die erweiterte mobile Verfügbarkeit dieser Daten mittels einer für die Mitarbeiter leicht verständlichen Anwendungssoftware und zugehöriger Nutzeroberfläche verbessert »Intelsys« die Arbeitsprozesse und Ressourcennutzung am Flughafen. Es unterstützt so bei der Verhinderung von Verspätungen und der Minimierung von Unfallrisiken.

»In Bezug auf proaktives Handeln gibt es an den Flughäfen noch ein unglaubliches Optimierungspotenzial«, ist Dr. Michael Wunder, Leiter der Abteilung »Informationstechnik für Führungssysteme« (ITF) und Teamleiter der  Projektreihe, überzeugt. Die Zusammenarbeit mit dem Köln/Bonner Flughafen und weiteren Flughäfen soll daher fortgesetzt und »Intelsys« um weitere Module ergänzt werden. Angestrebt wird dabei ein »Real Time Overview«, in dem perspektivisch sämtliche Flughafenprozesse im System abgebildet sind und mittels diesem gesteuert werden können.

Eine durchgängige Digitalisierung ist Voraussetzung für die Wettbewerbsfähigkeit von Luftfahrtunternehmen. Im Rahmen von »Intelsys« unterstützt das Fraunhofer FKIE den Flughafen Köln/Bonn auf dem Weg dorthin. Zahreiche Optimierungen im Bereich der Ressourcennutzung, der Verhinderung von Verspätungen und der Reduzierung von Unfallrisiken durch eine geordnete Abfertigung konnten bereits erzielt werden. Perspektivisch wollen die Parteien das System solange gemeinsam weiterentwickeln, bis es die Gesamtheit der Flughafenprozesse abbildet und steuert.

Die bereits erprobten Konzepte sind für Flughäfen aller Größenordnungen anwendbar. Große Flughäfen profitieren hierbei besonders von der Implementierung der Verfahren gemäß Airport Collaborative Decision Making (A-CDM), die sich mit dem Datenaustausch zwischen den am Flugbetrieb beteiligten Interessengruppen befassen. Ebenso unterstützt »Intelsys« bei der Umsetzung des Trends zu umfangreichen Leiständen an Flughäfen, beispielsweise in Form eines Airport Operational Control Center (AOCC).