Ortungssysteme verbessern Flughafenlogistik

Forschung Kompakt / 1.10.2015

Auf dem Vorfeld des Flughafens herrscht viel Verkehr: Schlepper, Tankwagen und Busse bewegen sich emsig um den Jet. Dabei droht die Gefahr von Zusammenstößen. Ein verbessertes Ortungssystem erhöht künftig die Sicherheit und lässt die logistischen Prozesse effizienter werden – vorhandene Flughafenkapazitäten werden besser genutzt.

Ortungssysteme e-Airport Prozesse Vorfelder
© Foto Fraunhofer IFF

Durch die im EU-Projekt e-Airport entwickelten Ortungssysteme können die Prozesse auf den Vorfeldern am Flughafen effizienter gesteuert werden.

Dichter Nebel hängt über dem Vorfeld des Flughafens. Schlepper, Push-Backs und Tankwagen bewegen sich nur im Schneckentempo – und selbst dabei kann es immer wieder zu Zusammenstößen kommen, sei es mit anderen Fahrzeugen oder mit Flugzeugen. Bei Nebel oder strömendem Regen dauern das Tanken und Beladen mit Koffern, Luftfracht und Verpflegung deutlich länger als bei klarer Sicht. Passagiere müssen daher länger als geplant in den Wartehallen sitzen, und auch bei Frachtcontainern gerät der Zeitplan ins Wanken. Künftig beeinträchtigen schlechte Witterungsbedingungen die Arbeit auf dem Vorfeld weitaus weniger. Die Grundlage dafür schaffen Forscher und Forscherinnen des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg gemeinsam mit verschiedenen europäischen Partnern im EU-Projekt e-Airport. Das Projekt wird von der European GNSS Agency im Rahmen des EU-Forschungsprogramms Horizon 2020 gefördert.

»Wir entwickeln ein Ortungssystem, das die Sicherheit auf dem Vorfeld erhöht«, erläutert Olaf Poenicke, Wissenschaftler am IFF. »Zudem ermöglicht es, die Kapazität von Flughäfen effizienter zu nutzen, denn das System lässt die logistischen Prozesse deutlich strukturierter ablaufen als bisher.« Ein wichtiger Aspekt: Der Luftverkehr nimmt stetig zu. Flughäfen sind daher gezwungen, entweder neue Start- und Landebahnen sowie Terminals zu bauen oder die Kapazität der bestehenden Infrastrukturen effizienter zu nutzen.

Basis des neuartigen Ortungssystems im Projekt e-Airport ist das europäische Satellitensystem Galileo. Das Prinzip ist ähnlich wie beim Navigationsgerät im Pkw: Die Schlepper, Push-Backs und anderen Fahrzeuge haben einen Empfänger für globale Navigationssatellitensysteme, kurz GNSS, mit an Bord, der über das fahrzeugeigene Stromnetz versorgt wird. Dieser empfängt die Signale der Galileo-Satelliten und anderer Systeme wie GPS und ermittelt darüber die exakte Position. Die Ortungsdaten werden beispielsweise via WLAN oder Mobilfunkverbindungen an den Leitstand verschickt, an dem alle Informationen zusammenlaufen. Das Leitsystem wiederum schickt Rückmeldungen an die Fahrer: Auf einem Display warnt es sie, wenn das Fahrzeug einem anderen zu nahe kommt, zu dicht an Sperrgebiete heranfährt oder vorgegebene Fahrtrouten verlässt. »Am IFF bringen wir unser luftfrachtspezifisches Wissen in diesen Leitstand ein, bilden die Prozessmodelle und beschreiben die Arbeitsaufträge, die der Schlepperfahrer erhält«, erklärt Poenicke. Mit Hilfe der Prozessmodelle werden ideale Soll-Prozesse definiert. Diese werden im Leitstand mit den Ist-Daten verglichen, die die Sensoren vom Vorfeld senden. Auf diese Weise lassen sich Abweichungen identifizieren und daraus abgeleitete Anweisungen an die Schlepperfahrer senden.

Zwar gibt es bereits Ortungssysteme, die Fahrzeugpositionen bestimmen können. Allerdings basieren diese bisher auf GPS. Vor allem in der Nähe von Gebäuden birgt dies Probleme: Es kommt zu Verschattungen, die Ortungsinformationen sind ungenau oder reißen komplett ab. Anders bei e-Airport: Die zusätzlichen Signale der Galileo-Satelliten sowie weitere Korrektursignale vom europäischen D-GPS-System EGNOS erhöhen die Genauigkeit und Ausfallsicherheit erheblich.

Container und Paletten schneller zum Ziel


Bislang erhalten die Schlepperfahrer ihre Fahraufträge meist in Papierform. Wo müssen sie welchen Dolly – also einen mit Luftfracht-Paletten oder -Containern beladenen Anhänger – ankoppeln? Wo sollen sie sie abliefern? Dabei kommt es immer wieder zu Fehlern: Dollys werden beispielsweise auf dem Flughafengelände abgestellt, vergessen und müssen später aufwändig gesucht werden. »Unser System vermeidet solche Fehler: Es kennt sowohl den Soll-Zustand als auch den tatsächlichen und gibt den Fahrern entsprechende Arbeitsanweisungen«, sagt Poenicke.

Dazu entwickeln die Forscher spezielle Funksensoren, die an den Dollys angebracht werden. Über ein energiesparendes Funkprotokoll senden sie ihre Informationen wie beispielsweise die Identifikationsnummer des Anhängers und seinen Beladungszustand an ein Empfangsgerät im Schlepper. Das Gerät wertet automatisch aus, welche Dollys angekoppelt sind und leitet die Dolly-Daten zusammen mit den Positionsdaten des Schleppers an den Leitstand weiter. Das e-Airport-System weiß somit ständig Bescheid – über die letzte Meldung beispielsweise auch, wo auf dem Vorfeld ein Dolly abgestellt wurde. Kurzum: Am Leitstand liegen nicht nur die Informationen zu den Fahrzeugen gebündelt vor, sondern auch die zu den Dollys und der geladenen Fracht.

Auf dem Deutschen Logistik-Kongress der Bundesvereinigung Logistik BVL vom 28. bis 30. Oktober in Berlin stellen die Forscher das Projekt e-Airport vor (Stand P/24).