Kassel Airport: Überwachung eines Übergangs auf das Rollfeld mit direktionaler Detektion und minimaler Falschmeldungsrate dank 3D LiDAR-Technologie.
Der Kassel Airport, ein stadt- und wirtschaftsnaher Flughafen in Nordhessen, stand vor der Herausforderung, einen Übergang auf das Rollfeld zuverlässig zu überwachen. Da dieser Übergang überwiegend von Flugzeugen und zweitrangig von Fahrzeugen genutzt wird, waren physische Barrieren wie Tore oder Zäune wegen der Größe der Tore keine Option. Um dennoch sicherzustellen, dass die Rollwege gegenüber dem Vorfeld entsprechend überwacht werden, musste vielmehr eine virtuelle Barriere her, um eine Ereignismeldung bei einer Überquerung auszulösen – ohne dabei von Wettereinflüssen oder anderen Störfaktoren beeinträchtigt zu werden. Die eingesetzte kamerabasierte Lösung erwies sich bei ungünstigen Wetterbedingungen als zu sensibel, weshalb der Flughafen in Abstimmung mit der Firma Siemens auf 3D LiDAR-Technologie umstieg.
Der Kassel Airport stand vor der Herausforderung, an zwei Übergangsstellen das Rollfeld wetterunabhängiger und somit zuverlässig zu überwachen. Dabei sollte sichergestellt werden, dass nur optisch kontrollierte Personen, Fahrzeuge oder Flugzeuge den Bereich durchqueren – bei einer Durchquerung sollte abhängig von der Überquerungsrichtung eine Ereignismeldung erfolgen. Eine direktionale Detektion, die die Bewegungsrichtung der Objekte berücksichtigt, war also von Nöten.
Ursprünglich setzte der Flughafen dazu auf Kamerasysteme zur optischen Erkennung. Diese Lösung erwies sich jedoch als anfällig für Falschereignisse, insbesondere bei schlechten Wetterbedingungen wie Regen, tief stehender Sonne, Schnee oder Dunkelheit, da die Auslösung auf Pixelveränderungen innerhalb von vordefinierten Zonen basierte. Das führte dazu, dass bei Sturm oder Regen minütlich Ereignismeldungen ausgelöst wurden. Diese häufigen Ereignismeldungen bergen die Gefahr einer Überlastung des technischen Systems bzw. einer Ereignismeldungsmüdigkeit beim Personal.
Um dieses Problem zu lösen und Falschmeldungen zu minimieren, wurden in einem ersten Schritt Kameras mit KI-basierter Objekterkennung getestet. Doch nun entstand ein ganz anderes Problem: Die Software erkannte lediglich Personen und Fahrzeuge, nicht aber Flugzeuge. Diese Kameras waren also für eine Anwendung am Flughafen mit regem Flugzeug-Verkehr denkbar ungeeignet.
Um die Überwachung robuster zu gestalten, testete der Kassel Airport eine Sicherheitslösung von Siemens, welche die 3D LiDAR-Technologie von Blickfeld beinhaltet. Dank des großen Sichtfelds der LiDAR-Sensoren, reichte für den Test ein einziger Sensor, bereits aus, um den gesamten Übergang mit einer Breite von 60 Metern zu überblicken. Die erfassten dreidimensionalen Daten ermöglichen eine wetterunabhängige und präzise Umgebungserfassung, wobei die auf dem Sensor integrierte Analyse-Software die exakte Definition von Objekten, beispielsweise über Größen- oder Bewegungsparameter, ermöglicht. Damit konnte sichergestellt werden, dass Flugzeuge erkannt und kleinere Störfaktoren ignoriert wurden, um Falschmeldungen zu minimieren. Zudem half die Tiefeninformation, ein weiteres Problem der Kameradaten auszumerzen: Fuhr nun ein höheres Fahrzeug, wie etwa ein Bus, auf der Rollweg-Seite der virtuellen Barriere, wurde kein Falschalarm mehr ausgelöst, da die LiDAR-Technologie auf den Schatten des Fahrzeugs, der über die virtuelle Grenze fiel, nicht reagierte. Dank der 3D-Daten kann die exakte Position des Fahrzeugs bestimmt und eine Falschmeldung somit vermieden werden.
Auch die direktionale Detektion, also die Richtungserkennung innerhalb der LiDAR-Daten, ist von großem Nutzen für die Anwendung: Es wird nur eine Ereignismeldung ausgelöst, wenn ein Objekt sich in der definierten Richtung über die Barriere bewegt. Dies verhindert Falschmeldungen durch Objekte, die sich innerhalb der überwachten Zone, jedoch in die richtige Richtung bewegen.
Die Implementierung der Lösung verlief vollständig remote, ohne dass Blickfeld-Techniker vor Ort erforderlich waren. Dies erlaubte dem Flughafen, die Integration eigenständig vorzunehmen. Nach erfolgreichen Tests setzt der Airport Kassel nun voll auf die LiDAR-Technologie und hat die Sensoren zusätzlich an weiteren Übergängen eingerichtet.
Dank der 3D LiDAR-Technologie konnte die Überwachung des Übergangs zum Rollfeld erheblich verbessert werden. Die zuverlässige Richtungserkennung und die weitgehende Resistenz gegenüber Wetter- und Umwelteinflüssen haben zu einer drastischen Reduktion von Falschmeldungen im System geführt.
Im Laufe des Betriebs traten zuletzt erste Wartungsbedarfe auf, hauptsächlich durch Vögel verursacht. So beeinträchtigte Vogelkot das Sichtfeld des Sensors und es wurden Schäden am Gehäuse durch pickende Vogelschnäbel festgestellt. Diese Herausforderungen werden nun angegangen, um eine langlebige Funktionalität der Sensoren für die nächsten Jahre zu gewährleisten.
