Sensoren am Flughafen

Magnetfeld-Sensoren sollen Flughäfen sicherer machen. Dazu wurde ein neues EU-Projekt gestartet.

Saarbrücken – Auf großen Flughäfen herrscht eine enorme Verkehrsdichte. Neben Flugzeugen bewegen sich auf dem Flugvorfeld auch Versorgungsfahrzeuge, Busse und Fußgänger. Vorrangig gilt es, den reibungslosen Ablauf der Starts und Landungen zu gewährleisten und Kollisionen zwischen Flugzeugen und/oder Straßenfahrzeugen zu verhindern. Das ideale System für die Steuerung von Verkehrsflüssen im Straßen-, Schienen- und Flugverkehr gibt es bislang nicht. Abhilfe schaffen soll nun das neue EU-Projekt ISMAEL (Intelligent Surveillance and Management Functions for Airfield Applications Based on Low Cost Magnetic Field Detectors). Das rund vier Millionen Euro schwere Projekt wird zu mehr als der Hälfte aus dem neuen EU-Forschungsprogramm finanziert.

Flugzeuge müssen nicht nur in der Luft geleitet werden – auch auf dem Flughafen ist eine intelligente Regelung des Verkehrs unabdingbar. (Quelle: Boeing)

Forscher um den Physiker Uwe Hartmann, Experte für Nano-Strukturphysik an der Universität des Saarlandes und Projektkoordinator von ISMAEL, wollen ein neues ASMGCS-Konzept (Advanced Surface Movement Guidance and Controle System) zur Verfügung stellen, das für mehr Sicherheit sorgen soll. "Wenn ein Flieger falsch rollt oder ein Transporter vom Weg abkommt, schlägt das System Alarm", erklärt Uwe Hartmann. Das System basiert auf einem von ihm entwickelten Magnetfeld-Sensor, der ursprünglich für den Einsatz in Verkehrsleitsystemen gedacht war, und der vom Elektronik-Spezialisten Votronic im saarländischen St. Ingbert produziert wird. Die ultragenauen Magnetfeld-Sensoren können den Bewegungszustand von Straßenfahrzeugen, und auch die Position von Flugzeugen, ihre Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit zuverlässig erfassen.

Und so funktioniert das neue System: Flugzeuge und sonstige Fahrzeuge deformieren minimal die Feldlinien des Erdmagnetfeldes. Verantwortlich dafür sind Metallteile und elektrische Aggregate in den Fahrzeugen. Die Magnetfeld-Sensoren messen Änderungen im Bereich eines Tausendstels des Erdmagnetfeldes und können witterungsunabhängig eingesetzt werden – Regen oder Nebel sind damit kein Problem mehr. Tests haben gezeigt, dass Flugzeuge auf einem "Taxiway", d. h. auf einer Verbindung zur Start- oder Landebahn, über eine Entfernung von mehreren Metern exakt detektiert werden können – bis hin zum Erreichen ihrer gewünschten Parkposition. In den bisher durchgeführten Versuchen wurden die Magnetfelder hauptsächlich durch die Flugzeugturbinen erzeugt, die Sensoren befanden sich neben dem Taxiway im Abstand von einigen Metern.

Die Test-Messungen auf Flughäfen haben gezeigt, dass sich Flugzeuge am Boden an Hand von Magnetfeldprofilen auch teilweise klassifizieren lassen. "Darüber hinaus können natürlich ebenfalls Straßenfahrzeuge erfasst werden – wir sind gerade dabei, Muster für neun verschiedene Fahrzeugklassen festzulegen", so Uwe Hartmann. Sowohl für den Straßenverkehr als auch für das Flughafenvorfeld entwickeln die Forscher mathematische Algorithmen, die eine möglichst umfassende Klassifikation der Fahrzeuge auf der Basis ihres magnetischen Fingerabdrucks ermöglichen. Darüber hinaus müssen die neuen Sensorsysteme in bestehende Kontrollsysteme so integriert werden, dass die neu gewonnenen Daten in die vorhandenen Datenströme übernommen und in Verkehrsleitrechnern oder im Flughafentower verrechnet werden können.

"Das komplette Vorfeld eines Flughafens könnte ganz leicht je nach Größe mit einigen Hundert oder einigen Tausend Sensoren überwacht werden", erläutert Hartmann. Vor allem Bereiche zwischen Gebäuden, die mittels Bodenradar schlecht oder gar nicht erreicht werden, könnten mit den Magnet-Sensoren ausgestattet werden. Das neue System scheint aufgrund der kostengünstigen Produktion und Installation auch für mittlere und kleinere Flughäfen geeignet zu sein. Im Rahmen von ISMAEL arbeitet das Saarbrücker Team bereits eng mit der Betreibergesellschaft des Frankfurter Flughafens (Fraport) und dem griechischen Flughafen Thessaloniki zusammen. Auch der Flughafen Saarbrücken-Ensheim hat Interesse signalisiert.

Die beteiligten Flughafenbetreiber und -ausstatter sowie Experten für integrierte Verkehrssysteme, Elektronikfirmen und Grundlagenentwickler planen innerhalb der nächsten drei Jahre in Frankfurt und in Thessaloniki erste Prototypen für ein Bodenüberwachungssystem zu installieren, das mit Hilfe von Magnetfeld-Sensoren einfacher, kostengünstiger und sicherer funktionieren soll.

Die neuen Sensoren eröffnen zahlreiche Anwendungen zur Quantifizierung von Verkehrsströmen und zur Steuerung von Signalanlagen. Ein effizientes Parkplatzmanagement und die Detektion der Fahrtrichtung bei der Auffahrt auf Autobahnen erscheinen ebenso viel versprechend. Daher bezieht Uwe Hartmann industrielle Kooperationspartner in die weiteren Arbeiten mit ein, und treibt eine Integration der Sensorsysteme in komplette Verkehrsdatenerfassungs- und -leitsysteme voran, um die neuen Systeme auf breiter Ebene zu etablieren.

Quelle: idw

Weitere Infos:

• Universität des Saarlandes, Experimentalphysik:
  http://www.uni-saarland.de/de/fakultaeten/fak7/fr72/ 
• Arbeitsgruppe Uwe Hartmann:
  http://www.uni-saarland.de/fak7/hartmann/german.html 
• Näheres zum Projekt ISMAEL:
  http://www.eurice.de/EURICE_2003/events/031103/Ismael.ppt