Komplettes Innovations- und Erprobungszentrum für Infrastrukturprojekte bei Flughäfen

15.12.2005 - 10:00 0 Kommentare

Das Siemens Airport Center (SAC) ist ein Innovations- und Erprobungszentrum zur Entwicklung von Lösungen für Flughäfen und Fluglinien. Auf einer Fläche von rund 8.500 Quadratmetern bietet Siemens im SAC in Fürth bei Nürnberg Systeme für das jeweilige Flughafensegment und bündelt alle Teilkomponenten zu einer integrierten Gesamtanlage. Neue Entwicklungen werden konzipiert, erprobt und zur Einsatzreife entwickelt. In Zusammenarbeit mit den Kunden werden zudem Lösungen vorab simuliert und getestet.

Das SAC ist in mehrere Kompetenz-Bereiche aufgeteilt, die in ihrer Gesamtheit zu einer kompletten Logistik- und Infrastruktur eines Flughafens integriert sind:

• Lösungen für Passagiere mit biometrischen Erkennungsverfahren, mobilem Check-in, durchgängigem Sicherheitssystem, flächendeckender WLAN-Anbindung sowie einem Fluginformationssystem.

• Abwicklungsorientierte Lösungen mit einer Gepäckförderanlage inklusive Sicherheitskontrolle (Hold Baggage-Screening) und funkgestützter Gepäckverfolgung (RFID) sowie ein Flugfeldbefeuerungs- und Docking-System für Flugzeuge.

• Lösungen für das Gebäudemanagement mit Parkhaus-Technologie wie Parkleitsystem mit Video-Überwachung und Parkpositionsanzeige sowie Fahrzeugnummernerkennung.

• Das Gehirn der Anlage ist das Airport Operation Center (AOC), das alle im gesamten Airport vorhandenen Leitstände zu einer zentralen Leitwarte zusammenfasst und als zentrale Steuerungs- und Informationsdrehscheibe dient.

Die wichtigsten Gewerke im Überblick:

Die Gepäckförderanlage Das Gepäckfördersystem mit einer Durchsatzleistung von 30 Millionen Gepäckstücken pro Jahr wird in Deutschland von seiner Komplexität her nur von den Baggage-Handling-Systemen (BHS) der Flughäfen München und Frankfurt übertroffen, die ebenfalls von Siemens stammen.

Nach dem Check-in mit der Gepäckaufgabe kommt als erster Schritt die Sicherheitsüberprüfung des Gepäcks, das „Hold-Baggage-Screening“. Das Röntgenprüfsystem ist vollständig in den Materialfluss eingebunden. Die Röntgensensorik und hoch auflösende Bildverarbeitung sichern eine hohe Zuverlässigkeit bei der Sicherheitskontrolle. Um das Ergebnis der Untersuchung dem Gepäckstück zuordnen zu können, wird vor der Einfahrt in das Durchleuchtungssystem die auf dem Koffer aufgebrachte Barcode-Information gelesen. Nach der Prüfung wird das Gepäck vom Gurtförderer in die Behälter (Trays) des Trayförderers übergeben. Das Ziel des Gepäckstücks wird auf RFID-Tags (Radio Frequency Identification) des Tray geschrieben. Damit sind Gepäck und Tray „verheiratet“. Der Behälter erhält zusätzlich die Zieladresse des Gepäckstückes. Der Trayförderer übernimmt die Transportaufgabe. Trayfördersysteme sind auf Grund ihrer Konstruktion die schnellsten und sichersten Transportförderer. Die Anlage im SAC kann mit einer Geschwindigkeit von bis zu zehn Metern pro Sekunde gefahren werden, einem technologisch sehr anspruchsvollen Wert. Die Geschwindigkeit von Fördertechnik ist bei Flughäfen, bei denen weite Strecken überbrückt werden müssen, ein wichtiges Kriterium, um eine möglichst gute „minimum connecting time“ (MCT) zu erzielen. Diese Zielgröße definierte die kürzeste Umsteigezeit, die erreicht werden kann, bei der ein Fluggast sein Gepäck sicher noch mit auf den Weg bekommt. Das Trayfördersystem übergibt über einen Gutförderer das Gepäck auf einen Kippschalen-Sorter (Tilt-tray-Sorter). Hier erfolgt der Sortierprozess. In dieser Anlage ist dabei erstmals eine Steigung von 17 Grad mit diesem Sorter realisiert. Der Tilt-tray-Sorter leitet die Gepäckstücke über einen weiteren Gurtförderer auf Rutschen (Chutes) zur Übergabe an die Endstation für die Versorgung der Flugzeuge. 1.300 Meter Trayförderer, 530 Meter Gurtförderer, jeweils mit einer Kapazität von 3.000 Koffern pro Stunde, und 212 Meter Tilt-tray-Sorter ermöglichen eine Sortierleistung von 5.000 Gepäckeinheiten pro Stunde. Das Zusammenspiel der Systeme wird hier mechanisch und steuerungstechnisch an Anforderungen aktueller Projekte simuliert: Derzeit wird das neue Terminal in Peking und die Erweiterung des Flughafens in Seoul getestet. Es geht aber auch um Identsysteme und Tracking und Tracing in der Anlage, wie zum Beispiel die Datenübergabe vom Barcodesystem zum RFID-Tag. Im Vorfeld eines Projekts kann mit diesem System sehr viel Integrationsleistung erbracht werden, bevor die Anlage vor Ort errichtet wird. Das bedeutet Funktionssicherheit und vor allem kurze Hochlaufzeit der realen Anlage beim Kunden. Zusätzlich ist es hier möglich, das Betreiber- und Wartungspersonal des Kunden an der Anlage auszubilden.

Die Automatisierungsarchitektur des Baggage-Handling-Systems basiert auf Totally Integrated Automation (TIA) von Siemens. Das durchgängige Datenhandling vereinfacht alle Aufgaben der Steuerungstechnik und IT von der Planung und Inbetriebnahme bis hin zum laufenden Betrieb. Zudem sind so Anlagen schneller und kostengünstiger produktiv. Entscheidende Kriterien für den Betreiber sind neben dem Durchsatz eine hohe Ausfallsicherheit und Anlagenverfügbarkeit. Deshalb sind sowohl die Steuerungstechnik hochverfügbar und ausfallsicher ausgelegt wie auch die Stromversorgung, für die über 10 Kilometer Kabel verlegt wurden. Die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) puffert die komplette Anlagen-Intelligenz für 30 Minuten. Die auf Ausfallsicherheit optimierte Energieinstallation an der Fördertechnik ist ringförmig und redundant ausgeführt. Die Sensorik mit insgesamt 1.200 Näherungsschaltern und Lichtschranken ist direkt an die insgesamt 545 Antriebe angeschlossen. In der Kontrollebene befindet sich die so genannte dezentrale Intelligenz der Anlage. Dies sind Komponenten, die zum Beispiel Schaltvorgänge auslösen: etwa eine Lichtschranke, die einen Bahnwechsel eines Koffers von einer Förderstrecke auf die andere veranlasst. Alle dezentralen Komponenten kommunizieren über Profibus. Als Kommunikations-Backbone wird Industrial Ethernet eingesetzt etwa zur Verbindung mit der Leitebene, dem Airport-Operation-Center. Insgesamt sind circa 16 Kilometer Bussysteme verlegt. Für die gesamte Anlage wurden nur sieben Simatic-S7-Hochleistungs-Controller benötigt. Per Remote-Zugriff, zum Beispiel via Internet, führen Servicetechniker Systemtests aus und nutzen ihn für Upgrades.

Das Baggage-Handling-System stammt vom Siemens-Bereich Industrial Solutions and Services (I&S), die integrierte Steuerungs- und Antriebstechnik von Automation and Drives (A&D).

Mobiles Einchecken (mobile check-in)

Das „mobile check-in“ ist ein innovatives System, mit dem die Passagiere mit dem Mobiltelefon einchecken können, selbst vor dem Eintreffen auf dem Flughafen. Lästiges Warten bei Check-in und Boarding entfällt. Passagiere, die sich für diese Option bei der Fluggesellschaft oder dem Flughafenbetreiber registriert haben, erhalten ein Programm als Download für ihr Mobiltelefon. Damit kann der Fluggast dann per Handy sowohl einchecken als auch den Zugang zum Flugzeug ermöglichen. Voraussetzung ist lediglich die Buchung eines elektronischen Tickets. Die Bordkarte wird als 2D-Barcode mit allen Fluginformation wie Flugnummer, Zielort, Flugsteig (Gate) und Sitzplatznummer an das Mobiltelefon übermittelt. Je nach Verfügbarkeit kann der gebuchte Sitzplatz noch am Mobiltelefon geändert werden. Das Mobiltelefon kann natürlich mit allen Funktionen ganz normal weiter genutzt werden. Alle Flugdaten bleiben im Speicher erhalten und können jederzeit wieder aufgerufen werden. Mit dem 2D-Barcode wird der Passagier beim Einchecken identifiziert und der Zugang dann an einem automatischen Gate zum Passagierbereich gewährt und später das Boarding abgewickelt – ohne weiteren Stopp und ohne Papier. Es ist zusätzlich möglich, in das System biometrische Daten zu integrieren. Der biometrische Passagier-Prozess ist somit auch mit dem mobilen Check-in möglich.

Das mobile Einchecken ist ein System von Siemens Business Services (SBS).

Der biometrische Passagier-Prozess (biometrical passenger process)

Bei den Installationen im SAC ist zur Erfassung biometrischer Daten eines Passagiers sowohl die Identifizierung über den Fingerabdruck als auch über eine dreidimensionale Gesichtserkennung möglich. Am Check-in-Terminal werden der Passagier und sein Gepäck angenommen. Sein Ticket wird gelesen oder im Fall eines elektronischen Tickets aus dem Reservierungssystem geladen. Wenn der Passagier registriert ist und am „biometrical passenger process“ teilnimmt, genügt die Identifizierung über den Fingerabdruck an dem Scanner. Daraufhin wird das Barcodelabel mit Flugnummer und Zielflughafen gedruckt, am Gepäck befestigt und an die Gepäcksortieranlage übergeben. Über das Biometrie-Verfahren wird auch der Zugang zum Gate sichergestellt. Biometrische Daten dienen später auch zur schnellen und eindeutigen Identifizierung des Passagiers beim Boarding. Bei registrierten Vielfliegern werden die biometrischen Daten aus der Datenbank geladen und zusammen mit den Flugdaten auf die Bordkarte übertragen. Auf diese Weise wird eine schnelle, reibungslose und vor allem sichere Passagierabfertigung erreicht. Alle in Zukunft zu erwartenden Vorschriften bezüglich Sicherheitsüberprüfungen an Flughäfen können so bereits heute realisiert werden, da sichergestellt wird, dass auch tatsächlich der gebuchte und eingecheckte Passagier den Flug antritt.

3-D Gesichtsscanner

Für die Identifikation von Personen bietet der Markt eine Reihe von biometrischen Erkennungsmethoden. Die automatische Gesichtserkennung mittels Videobild erfordert keinen physischen Kontakt und kann schnell und kostengünstig abgewickelt werden. Erschwerend dabei ist, dass verschiedene Faktoren wie Beleuchtung oder Kopfhaltung die Qualität des Videobildes und damit die Erkennungssicherheit beeinflussen können. Diese Störeffekte können erheblich reduziert werden, wenn für die Erkennung anstelle des zweidimensionalen Videobildes ein dreidimensionales Abbild ausgewertet wird. Voraussetzung für die praktische Anwendung ist allerdings, dass die Erkennung ähnlich schnell und ohne wesentliche Mehrkosten erfolgen kann. Für die dreidimensionale Erfassung hat Siemens ein System – das im SAC zur Anwendung kommt - entwickelt, bei dem ein farbiges Raster auf das Gesicht projiziert und das so beleuchtete Gesicht von einer Farbvideokamera aufgenommen wird. Erhebungen und Vertiefungen der Gesichtskonturen lassen sich damit eindeutig als Bildpunkte zuordnen und ermöglichen ein präzises Abbild. In einem zweiten Schritt wird das digitalisierte Bild mit den klassischen Methoden der Musterkennung ausgewertet. Dadurch lassen sich Erkennungssicherheit und Anwendungsmöglichkeiten deutlich erhöhen. Das Biometrie-Verfahren über den Fingerabdruck ist ein Leistungspaket des Bereichs Siemens Business Services (SBS). Die 3D-Gesichtserkennung liefert der Bereich Siemens Building Technologies (SBT).

Handgepäckscanner und Metall-Detektor

Die klassischen Kontrollstationen Handgepäckscanner und die Personen-Kontrolle mit einem Metall-Detektor sind von Siemens im SAC in das gesamte Sicherheits-Konzept mit eingebunden. Diese Teilkomponenten werden vom Bereich Industrial Solutions and Services (I&S) zugeliefert.

Fluginformationssystem (FIDS)

Das Anzeige-System FIDS (Flight Information Display System) liefert alle für den Passagier notwendigen Fluginformationen. Das System wird im SAC vom Airport Operating Center aus mit Daten versorgt.

Das FIDS ist ein System vom Bereich Industrial Solutions and Services (I&S).

Kommunikationskomfort für Fluggast und Personal Das SAC wird flächendeckend mit WLAN ausgeleuchtet. Dabei wird diese Technologie sowohl für die Daten- als auch für Sprachübertragung genutzt. Der Fluggast, aber auch das Flughafenpersonal kann so von jedem Ort über WLAN-Phones drahtlos telefonieren. Die Implementierung von wasser- und staubgeschützen Access-Points ermöglicht die Erschließung auch von schmutzbelasteten Arbeitsbereichen. Im so genannten Public Hotspot erhalten Fluggäste bequem via WLAN Zugang zum Internet, können E-Mails verschicken, sich Informationen beschaffen oder sich in ihr Firmennetz einwählen. Entsprechende Routinen sorgen im gesamten Netz für optimale Sprachqualität durch vorrangige Übertragung von Sprachdaten (qualitiy of service) sowie für die Abhörsicherheit. Zulieferer ist der Bereich Communications (Com).

Flugfeldbefeuerung und Docking-System Die Flugfeldbefeuerung (Airfield Lighting) dient als optische Landehilfe für Flugzeuge und hilft bei der Führung auf den Rollbahnen genauso wie im Vorfeld, vor allem in der Nacht und bei Schlechtwetter. Über ein im Asphalt eingelassenes Rollführungssystem wird das gelandete Flugzeug zum Flugsteig (Gate) geführt. Dort stellt ein Docking-System sicher, dass das Flugzeug sicher und präzise andockt. Das Docking-System arbeitet mit Videosensoren und einer Bildverarbeitungseinheit, die Flugzeuge bei der Annäherung an die Parkposition am Gate lokalisiert und dessen Abmessungen anhand eines Datenbankvergleichs bestimmt. Wenn die Daten verifiziert sind, kann der Andockvorgang beginnen. Über am Gate montierte LED-Anzeigen erhält der Pilot exakte Anweisungen bis das Flugzeug die endgültige Parkposition erreicht hat.

Flugfeldbefeuerung und Docking-Systeme sind Teil des Lieferumfangs des Siemens-Bereichs Industrial Solutions and Services (I&S).

Parkleitsystem

Das Parkleitsystem „Sipark“ sorgt für optimale Belegung der Parkhäuser und dient natürlich auch der Vermeidung von Verkehrsaufkommen, das durch Fluggäste auf der Suche nach einem Parkplatz entsteht. Es ist ein kombiniertes Leit- und Parkraummanagementsystem für Parkhäuser und Tiefgaragen. Ultraschallsensoren dienen zur Überwachung der Belegung jedes einzelnen Parkplatzes. Damit hat der Betreiber immer einen aktuellen Überblick, wie viele – und welche – Parkplätze besetzt sind. Dies erleichtert die Verwaltung und optimiert die Auslastung. Für den Autofahrer wird die Parkplatzsuche drastisch verkürzt. Sobald sein Fahrzeug die Schranke passiert hat, führt ihn das Leitsystem zuverlässig und auf dem kürzesten Weg zum nächsten freien Stellplatz. Sipark ist modular aufgebaut und verwendet im industriellen Einsatz erprobte und standardisierte Komponenten. Dadurch ist das System jederzeit frei erweiterbar.

Das Parkleitsystem wird von Industrial Solutions and Services (I&S) beigesteuert.

Kennzeichenerkennung, Das Kennzeichen-Erkennungssystem überprüft ankommende Fahrzeuge und - sofern das Kennzeichen als einfahrtsberechtigt im System vorliegt – öffnet Zugänge automatisch. Anwendungen sind hier Zufahrtswege für Feuerwehr, Polizei und Rettungsdienst genauso wie Zufahrt von autorisierten Mitarbeitern in ansonsten gesperrte Bereiche. Das System wird vom Bereich Siemens Building Technologies (SBT) zugeliefert.

Das Airport Operation Center (AOC)

Das Airport Operation Center (AOC) ist die Steuerungs- und Informationszentrale für alle Logistik- und Infrastruktur-Segmente des Siemens Airport Center (SAC). Über das Airport Execution System (AES) werden alle Teilsysteme zusammengeführt und alle Prozesse an rund 40 Monitoren überwacht.

Das Flottenmanagement erlaubt es den verschiedenen Betreibern mittels „on Board Computern“ die Fahrzeuge zu dirigieren und optimal einzusetzen. Ein Überwachen der gesamten Flotte bezüglich der aktuellen Position ist genauso möglich wie das Erfassen aller Arbeitsschritte der Fahrer. Idealerweise sind alle Flottenbetreiber des Flughafens miteinander vernetzt.

Die Überwachung des gesamten Förder- und Sortierprozesses des Baggage-Handling inklusive der Visualisierung der Steuerungstechnik und -architektur zur Gewährleistung eines reibungslosen Betriebs und zur rechtzeitigen Erkennung von aufkommenden Störungen kann zentral vom AOC aus erfolgen. Ein digitaler Alarmierungs- und Kommunikationsserver (DAKS) leitet eingehende Störmeldungen automatisch per SMS oder Anruf über festgelegte Eskalationsstufen an die richtigen Personen weiter.

Gebäudeautomatisierung: Übersicht über den Energieverbrauch. Einsparpotenziale sind in detaillierter Auswertung visualisierbar sowie die Funktions- und Statusanzeigen von Klima- und Heizungstechnik.

Das Flight Information Display System (FIDS) wird im AOC mit Informationen gefüttert, die bei Flughäfen in der Regel über die Schnittstelle der international verbreiteten ‚Airport and Obstacle Database’ (AODB) der internationalen Flugvereinigung IATA (International Air Transport Association) übermittelt werden. Das Parkleitsystem überwacht die gesamte Parksituation eines Flughafens und leitet die Pkw an die jeweils noch zur Verfügung stehenden Plätze.

Ausgesteuert wird auch der Themenkomplex Sicherheit, wie die Videoüberwachung des Außenbereichs, zusätzlich hierzu das Kennzeichen-Erkennungssystem sowie die Zutrittskontrolle, aber auch die Zugangssicherung im Anlagenbereich. Zum Thema Sicherheit gehört auch der Brandschutz: Sensoren sorgen dafür, dass ein Brand sofort entdeckt wird. Am Leitstand wird Alarm ausgelöst, der Operator sowie die Feuerwehr erhalten automatisch einen detaillierten Lageplan mit Einsatzhinweisen. Die Feuerwehr kann so mit allen für diesen Einsatz notwendigen Fahrzeugen ausrücken. Im AOC befindet sich auch das komplette Rechenzentrum des Siemens Airport Centers, das mit rund 60 Servern und PCs ausgestattet ist.

Siemens Airports ist eine Koalition verschiedener Siemens-Bereiche, die erfolgreich ihre Produkte, Dienstleistungen und Systeme zu erstklassigen Flughafen-Lösungen bündelt und integriert. Die beteiligten Partner sind die Bereiche Automation and Drives (A&D), Industrial Solutions and Services (I&S), Siemens Building Technologies (SBT), Power Transmission and Distribution (PTD), Communications (Com) und Siemens Business Services (SBS).

Von: Siemens Airport Center
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