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VABENE



Ereignisse, seien es Großveranstaltungen, Großschadenslagen oder Katastrophensituationen, gefährden die Funktionsfähigkeit des Verkehrssystems. Gleichzeitig kommt dem Verkehrssystem während und nach diesen Ereignissen eine wesentliche Rolle zu: Einsatzkräfte nutzen die Verkehrsinfrastruktur, um Transport und Einsatzlogistik zu gewährleisten. Ebenso gilt es, die Mobilität der Bevölkerung so weit wie möglich aufrecht zu erhalten.

Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) und Verkehrsbehörden müssen als verantwortliche Akteure Maßnahmen ergreifen, um einerseits diese Ereignisse zu bewältigen und andererseits eine Grundmobilität zu gewährleisten. Hierzu existiert in Deutschland allerdings kein übergreifendes institutionalisiertes Verkehrsmanagement, so dass ein Austausch von Informationen und eine Abstimmung von Maßnahmen erforderlich sind. Ein verwirrendes Geflecht der Verantwortlichkeiten zwischen Kommunen, Bundesländern und dem Bund hemmt zudem ein stringentes Verkehrsmanagement solcher Ereignisse.

Boden- bzw. infrastrukturgebundene Sensorik steht im Krisenfall häufig nur noch eingeschränkt zur Verfügung. Aus diesem Grund stellt die Nutzung nahe echtzeitfähiger, luftgestützter Lageerfassungssysteme (Verkehr- und Situationserfassung) für großflächige Areale ein weiteres wesentliches Projektmerkmal dar. Hierdurch kann die Funktionsfähigkeit des Systems auch bei größerem Umfang der Schadenslage sichergestellt werden.

DLR: Optisches Datenübertragungssystem

Ein wichtiger Teil für ein Echtzeitsystem ist der Datenlink. Um die großen Datenmengen der Flugzeuggetragenen Sensoren zu übertragen wurde ein optisches Datenübertragungssystem entwickelt. Das optische Kommunikationssystem besteht aus einem optischen Terminal am Flugzeug und einer Bodenstation. Neben der hohen Datenrate zeichnet sich das System durch die Vorteile aus, dass zum einen keine Funklizenzen notwendig sind, und zum Anderen eine hohe Abhörsicherheit gewährleistet ist. Bei für optische Kommunikation schwierigen Witterungsbedingungen ist ein Mikrowellenbackupsystem mit geringerer Datenrate angedacht.

  • Optisches Terminal

Das optische Terminal wurde im Vorgängerprojekt ARGOS entwickelt und erstmals im Dezember 2008 erfolgreich getestet.

Das Terminal besteht aus einer Strahlausrichteeinheit mit hemisphärischem Blickfeld die außerhalb des Flugzeugs angebracht ist und der Terminalelektronik mit den optischen Komponenten im Inneren des Flugzeugs welche einfach auf den Sitzschienen montiert wird. In VABENE wird das optische Terminal weiterentwickelt: Test der neuen Strahlfeinausrichteeinheit und damit Erhöhung der Reichweite, Optimierung der Fehlerkorrekturalgorithmen für den optischen Kanal, Softwareintegration der optischen Bodenstation.

 
 Das CAD Modell des optischen Terminals an der Innenseite des Flugzeugs
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 Optische Datenübertragung vom DLR-Forschungsflugzeug Do 228
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  • Optische Bodenstation

Für den Testbetrieb des optischen Datenübertragungssystems steht die stationäre optische Bodenstation des Instituts für Kommunikation und Navigation zur Verfügung die auch schon in zahlreichen Kommunikationsexperimenten mit Satelliten eingesetzt wurde. Für schnelle, mobile Einsätze wie sie in VABENE angedacht sind, steht ab 2011 eine mobile Version der optischen Bodenstation zur Verfügung.

Die TOGS (Transportable Optical Ground Station) ist eine optische Sende und Empfangsstation für hochbitratige Laserdatenverbindungen zu Flugzeugen / UAV und Satelliten. Die Datenraten liegen im Gbit/s – Bereich. Der Aufbau im Spezial-Flugcontainer aus Kohlefaserbauweise macht das System vor allem für Katastropheneinsätze und Großereignisse interessant wo hohe Mobilität gefordert ist. Das für den Transport im Container speziell gelagerte Empfangsteleskop klappt vollautomatisch aus. Damit ist die Station in 10 min Einsatzbereit. Wenn der Einsatzort mit einem Fahrzeug erreichbar ist, steht auch ein Fahrzeug mit integriertem Operationsraum zur Verfügung.

 CAD Layout der optischen Bodenstation TOGS (Transportable Opitcal Ground Station)
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 Das Einsatzfahrzeug der optische Bodenstation mit integriertem Operationsraum
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Wissenschaftliche Schwerpunkte

Im Projekt VABENE werden wissenschaftliche Schwerpunkte in verschiedenen Fachrichtungen bearbeitet:

  • Verkehrsforschung
    • Verfahren und Algorithmen zur erweiterten Bestimmung von Verkehrsparametern aus optischen Luftbildsequenzen
    • Echtzeitfähige Verkehrserfassung aus optischen Luftbildsequenzen durch Beschleunigung auf der Graphikkarte
    • Tracking von Fahrzeugen in komplexen, großen urbanen Gebieten
    • Verkehrsdatenextraktion und -fusion
    • Qualitätsbewertung
    • Routing-Verfahren
    • Nachfrageschätzung und Anpassung
    • Verkehrssimulation
    • Krisensimulation
  • Informationsverarbeitung
    • Echtzeitnahe 3D-Rekonstruktion aus optischen Bildsequenzen
    • Fusion von optischen und SAR Bildern
    • Orthorektifizierung von flugzeuggetragenen optischen Bildern in Echtzeit ohne Messung der Bildorientierung
    • Echtzeitnahe Erstellung und Distribution von Kartenmaterial aus aktuellen Luftbildern
    • Echtzeitfähige Verfahren zur Bewegtzielextraktion aus Radardaten
    • Laufzeitoptimierte, hochauflösende Radardatenprozessierung
    • Tracking von Personen und Event Detection
  • Datenverteilungskonzepte
    • Traffic Data Platform (TDP)

Website

VABENE

Partner

Wissenschaftler der DLR-Institute für
Hochfrequenztechnik und Radarsysteme (HR),
Kommunikation und Navigation (KN),
Methodik der Fernerkundung (MF),
Robotik und Mechatronik sowie für Verkehrssystemtechnik (TS)
Das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum (DFD)
TU München am Lehrstuhl für Methodik der Fernerkundung
Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung des Karlsruher Institute für Technologie


Kontakt
Joachim Horwath
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Kommunikation und Navigation
, Satellitennetze
Tel: +49 8153 28-1832

Fax: +49 8153 28-2844

E-Mail: Joachim.Horwath@dlr.de
URL dieses Artikels
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