„Fernsteuerung“ für Flughäfen

Kamerasystem erkennt Maschinen im Landeanflug

Der Betrieb eines Towers ist kostenintensiv, was gerade für kleinere Flughäfen eine finanzielle Belastung darstellt. Rheinmetall hat deshalb gemeinsam mit der Deutschen Flugsicherung und Frequentis ein System entwickelt, das die Fernüberwachung und -steuerung mehrerer kleiner Flughäfen durch eine zentrale Stelle ermöglicht.

Der Fluglotse wirft noch einen prüfenden Blick auf die Startbahn. Dann gibt er der Luxair-Maschine vom Typ Bombardier Dash 8 Q400 mit der Angabe von Windgeschwindigkeit und Startbahn sowie der routinemäßig gesprochenen Formel „clear for take-off“ den Start frei. Der Pilot des Fluges mit dem Ziel Hamburg wiederholt noch kurz die Angaben; dann sieht der Fluglotse, wie sich die zuvor aus Luxemburg eingetroffene Maschine mit vollem Schub in Bewegung setzt. Ein ganz normaler Start auf einem ganz normalen Flughafen, könnte man meinen. Wenn nicht Flugzeug und Lotse mehrere Hundert Kilometer voneinander entfernt wären. 

Das mittlerweile vom Boden abhebende Flugzeug startet in Saarbrücken-Ensheim. Der Fluglotse sitzt nicht im Tower des dortigen Flughafens, sondern im neuen Remote Tower Control Center der Deutschen Flugsicherung (DFS) am Flughafen Leipzig, also rund 450 Kilometer entfernt. Dennoch kann er alle Bewegungen auf dem Flugfeld und herannahende oder startende Linienflieger auf seinen fünf nebeneinander angeordneten Monitoren, die ihm sogar eine 360-Grad-Rundumsicht ermöglichen, verfolgen. Zentrales Element dieser seit Ende 2018 betriebenen „Fernsteuerung“ ist ein von Rheinmetall Electronics in Bremen entwickeltes, neuartiges Kamerasystem samt intelligenten Trackeralgorithmen. Wichtiger Effekt der Kamerakontrolle der Bremer: Der Flugbetrieb wird vor allem nachts und bei Schlechtwetter oder Nebel deutlich sicherer. Dann zeigen die Kameras nämlich, was in ihnen steckt, und übertrumpfen locker die Sehfähigkeit auch des schärfsten Fluglotsenauges. 

Bessere Sicht durch Sensoren

Andreas Löprich, Projekt Manager bei Rheinmetall Electronics, erläutert das System: „Bewegungen am Himmel oder auf dem Runway sind für die Fluglotsen in der Panoramasicht erkennbar, bei Tag und bei Nacht.

Somit hat der Fluglotse stets einen Ausblick wie in einem realen Tower, bekommt jedoch zusätzlich durch die Sensoren bei Nacht oder Schlechtwetter ein klares Bild, das er im klassischen Tower-Betrieb nicht hätte.“ Und der Projektmanager nennt noch weitere Vorteile: „Möchte der Fluglotse weitere Details zu einem Flugzeug erfahren, beispielsweise ob das Fahrgestell ausgefahren ist, so kann per Klick die Darstellung des Flugzeuges vergrößert werden. Dazu richtet sich eine schwenkbare Kamera vollautomatisch auf das anvisierte Flugzeug aus und verfolgt es selbstständig, sodass sich der Fluglotse voll auf das Erfassen und Steuern der Situation konzentrieren kann. Der Workflow der Fluglotsen wird dadurch enorm erleichtert und die verbesserte Sicht bei Tag und Nacht gibt zusätzliche Sicherheit für den Flugverkehr.“

Hinzu kommt, dass dieses System herannahende Maschinen auch im Panorama vollautomatisch erkennen kann, sie im Start- oder Landevorgang und auch am Boden konstant verfolgt und für den Fluglotsen optisch hervorhebt. Gleiches gilt auch für Fahrzeuge auf dem Flughafen oder beispielsweise für Vogelschwärme. Für dieses „Tracking“ hat das Bremer Team eine spezielle Software entwickelt, die eine Erkennung bewegter Objekte auf Basis des Videostreams ermöglicht und diesen automatisch folgt. 

Fünf IR-Bilder pro Sekunde

Das neuartige System bietet natürlich auch die klassische Light-Gun-Funktion, durch die der Lotse im Notfall Lichtsignale gezielt an eine im Anflug befindliche Maschine senden kann. Diese Light Gun ist in der schwenkbaren Kamera integriert, die durch die Tracking-Funktion das Flugzeug automatisch verfolgt und entsprechende Lichtsignale sendet. Der Fluglotse kann den Zoomfaktor der Kameras zudem individuell wählen.

Die schwenkbare Kamera arbeitet Hand in Hand mit einem weiteren, ebenfalls redundant ausgelegten Kamerasystem für die 360-Grad-Rundumsicht. Auch hier kann in Abhängigkeit von den Sichtverhältnissen zwischen einer Tagsichtkamera oder einer Wärmebildkamera gewechselt werden. Der rotierende Infrarotsensor für das Panoramabild liefert fünfmal pro Sekunde neue Bilder, was weltweit einzigartig und die Grundlage für eine zuverlässige Objekterkennung ist. Um allen Wettersituationen trotzen zu können, sind die Kameras in ein beheizbares Gehäuse eingebaut und lassen sich außerdem automatisch reinigen. 

Sie wurden auf einem speziellen Kameraturm in der Nähe des Saarbrücker Towers installiert. Die Stadt an der Saar hat den zurzeit weltweit größten Airport, der im täglichen Betrieb aus der Ferne gesteuert wird. Für die kommenden Jahre ist geplant, die neue Technik auch an den Flughäfen Erfurt und Dresden einzuführen. Innerhalb von vier Jahren wurde das Remote-Tower-System von der DFS mit dem österreichischen Technologieunternehmen Frequentis und Rheinmetall Electronics entwickelt. Dazu Löprich: „Die Kameras sind das Herzstück der Anlage, aber die DFS ist nicht nur aufgrund seiner Einzigartigkeit von dem System sehr begeistert. Bisher kennt man derartige Fernüberwachungen nur von Flughäfen mit vornehmlich regionaler Bedeutung. Saarbrücken mit seinen über 15.000 Flugbewegungen jährlich sticht da als internationaler Flughafen eindeutig heraus.“

Laut DFS können so unter Beibehaltung des hohen Sicherheitsniveaus Kosten eingespart werden. Der Unterhalt oder gegebenenfalls sogar der Ersatz eines Towers ist extrem kostenintensiv. Außerdem ist mit dem System eine höhere Effizienz aufgrund eines deutlich flexibleren Einsatzes der zehn für Saarbrücken zuständigen Fluglotsen möglich. Eine Win-win-Situation, die aufgrund der erhöhten Sicherheit auch die Passagiere freuen dürfte.

Deutsche Flugsicherung

Die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH ist ein bundeseigenes, privatrechtlich organisiertes Unternehmen mit rund 5.400 Mitarbeitern. Sie sorgt für einen sicheren und pünktlichen Flugverlauf. Rund 2.000 Fluglotsen leiten täglich bis zu 10.000 Flüge durch den deutschen Luftraum, im Jahr mehr als drei Millionen. Das Unternehmen betreibt Kontrollzentralen in Langen, Bremen, Karlsruhe und München sowie Tower an den 16 internationalen Verkehrsflughäfen in Deutschland. Über seine Tochtergesellschaft DFS Aviation Services GmbH ist es zudem für die Flugverkehrskontrolle an neun deutschen Regionalflughäfen sowie an den Flughäfen London-Gatwick und Edinburgh verantwortlich.