Kleine Flugplätze durch Virtual Reality unterstützen

Kamerasysteme, die Flugplätze aus der Ferne überwachen, bieten Flugsicherungen und Flugplatzbetreibern viele neue Möglichkeiten. Die damit verbundenen Kosten für den Kauf, die Installation und die Wartung modernster Fernüberwachungstechnologien sind für Flugplätze mit geringem Verkehrsaufkommen und Umsätzen aber kaum zu stemmen.

Damit auch diese Flugplätze die Vorteile der Fernüberwachung nutzen können, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen mit der Hochschule Osnabrück und der RWTH Aachen ein alternatives Konzept entwickelt, das auf kostengünstigere Komponenten und Virtual Reality setzt.

Virtual Reality bietet neue Möglichkeiten für kleine Flugplätze

Viele kleinere und sehr kleine Flugplätze bieten ihren Luftverkehrskunden vor Ort keine vollständige und durchgehende Flugsicherung an. „An solchen Flugplätzen gibt es einfachere Sicherungsdienste, wie zum Beispiel einen sogenannten Fluginformationsdienst oder einen reinen Flugleiterdienst mit Verkehrshinweisen für die Piloten“, erklärt Jörn Jakobi vom DLR-Institut für Flugführung.

„Dies reicht aus, weil es generell sehr wenig Luftverkehr an solchen Flugplätzen gibt. Kommerzielle Flüge mit größeren Luftfahrzeugen sowie Anflüge, bei denen Fluglage und Navigation rein über Instrumente im Flugzeug kontrolliert werden (Instrumentenanflüge), finden hier kaum oder gar nicht statt.“

Blick durch virtuelles „Fernglas“

Die Idee für solche Flughäfen ist eine Kombination aus einer einzelnen schwenk- und drehbaren (Pan-Tilt-Zoom, PTZ) Kamera und einem einfachen Panoramabild des Flugplatzes, deren Videobilder über eine Virtual Reality Brille angezeigt werden. Kündigt sich Verkehr über den Flugfunk an, setzt der Flugleiter die Virtual Reality Brille auf, über die er die PTZ-Kamera steuert.

Er fängt das Flugzeug mit der PTZ-Kamera ein und sieht das entsprechende Videobild. Über seine Kopfbewegung ändert er intuitiv die Richtung der PTZ-Kamera, um, ähnlich wie mit einem Fernglas, das Flugplatzgelände und den Verkehr zu überwachen. Damit der Flugleiter einen besseren Gesamtüberblick hat, wird das Bild der PTZ-Kamera mit einem einfachen Panoramabild des Flugplatzes ergänzt.

Das Virtual Reality (VR) Headset eröffnet dem Bediener darüber hinaus die Möglichkeit mit seinem Arbeitsplatzsystem und anderen Beteiligten zu interagieren. Über virtuelle Bedienelemente könnte der Bediener wie gewohnt zum Beispiel mit anderen Flugsicherungsdiensten kommunizieren, Flugplatzsysteme bedienen oder auch elektronische Flugstreifen bearbeiten.

„Tower für die Westentasche“

Die Forscher gehen in ihrem Konzept davon aus, dass kleine Flugplätze zukünftig mit solch einer Fernüberwachungslösung an ein zentrales Fernüberwachungscenter (Remote Tower Center) angeschlossen werden könnten. Hier wäre dann ein Flugleiter zentral für mehrere Flugplätze zuständig, was kleinen Flugplätzen theoretisch neue Möglichkeiten eröffnen würde. Sie könnten beispielsweise bei Bedarf standortunabhängig und zeitlich begrenzte Informations- und Sicherungsdienste anbieten, die ihren Kunden momentan nicht zur Verfügung stehen.

„Wir erhoffen uns vor allem eine möglichst hohe Flexibilität bei niedrigen Implementierungskosten für kleine Flugplätze“, sagt Jakobi. „Unter den richtigen Bedingungen ließe sich so ein VR-Headset ortsunabhängig einsetzen, es wäre dann quasi ein ‚Tower für die Westentasche‘. Dass das wirklich funktioniert, muss allerdings noch nachgewiesen werden“. Das Konzept befindet sich in einem frühen Entwicklungsstadium. Seine Einsatzfähigkeit in der Praxis und resultierende Effekte sollen in weiteren Forschungsarbeiten am Institut untersucht und erprobt werden.

Erster Prototyp im Test in Braunschweig

Am DLR-Institut für Flugführung in Braunschweig wurde ein erster Prototyp entwickelt und mit Live-Daten des Flughafens Braunschweig getestet. In einer Versuchskampagne nahmen neun Fluglotsen und Mitarbeiter von Fluginformationsdiensten (Aerodome Flight Information Service Officer) teil. Auch wenn sich zeigte, dass der Einsatz von VR nicht für alle Flugplätze geeignet ist, bestätigten die Rückmeldungen der Gruppen grundsätzlich das Potenzial, insbesondere für Flughäfen mit geringem Verkehrsaufkommen und einfachsten Fluginformationsdiensten.

„Wir freuen uns, dass wir vonseiten der Hochschule Osnabrück zu diesen Forschungsarbeiten einen Beitrag leisten konnten und uns auch künftig bei der Weiterentwicklung einbringen können“, sagt Prof. Thomas Hofmann, Professor für Produktdesign, insbesondere Ergonomie und Usability. Gemeinsam mit Jörn Jakobi vom DLR hat Hofmann die Bachelor-Arbeit des Industrial Design-Studenten Christian Blessmann betreut. Die Arbeit trägt den Titel „Implementierung eines virtuellen Arbeitsplatzes für einen remote AFISO“.

Die Erfindung des Remote Towers am DLR

Bei dem neuen VR-Konzept handelt es sich um eine Variante der am DLR-Institut für Flugführung entwickelten Flughafen-Fernüberwachung (Remote Tower Operation). Das DLR spielt als Erfinder des Remote Tower Konzepts seit der ursprünglichen Idee und dem ersten Prototypen weltweit eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Standardisierung des innovativen Konzepts.

Im Rahmen eines Visionswettbewerbs wurde die Idee eines Remote Towers 2002 mit einem Innovationspreis ausgezeichnet. 2005 setzte das DLR den weltweit ersten Remote-Tower-Prototypen am Flughafen Braunschweig ein, um die Machbarkeit des Konzepts zu testen. Es folgten mehrere nationale und internationale Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten.

Zahlreiche Flugsicherungen bekundeten ihr Interesse und arbeiteten mit dem DLR zusammen. 2014 lizenzierte das DLR die Technologie an die Industrie. 2015 ging die erste Remote-Tower-Installation am Flughafen Örnsköldsvik in Schweden in Betrieb.

In Deutschland hat das DLR die Sicherheit und Einsatzfähigkeit des Konzepts in mehreren Projekten und zusammen mit der Deutschen Flugsicherung DFS validiert. So konnte im Dezember 2018 am Flughafen Saarbrücken die erste Remote-Tower-Installation in Betrieb gehen.

Prof. Thomas Hofmann
Hochschule Osnabrück
Telefon: 0541 969-2984
E-Mail: T.Hofmann@hs-osnabrueck.de

http://www.hs-osnabrueck.de/de/nachrichten/2020/04/remotetower/ Webseite HS Osnabrück
http://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2019/01/20190307_mehrere-flughaefen-au… Webseite DLR