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grenzenlos fliegen - grenzenlos retten.

Projekt

Kurzbeschreibung

Für die effektive und schnelle Bewältigung von Gefahrensituationen, insbesondere in großflächigen Einsatzräumen, ist die Bündelung der Lageinformationen zu einem Lagebild ausschlaggebend. Seit einiger Zeit werden vermehrt unbemannte Flugsysteme (UAS) verwendet, um bei diesen Aufgaben zu unterstützen. Im Projekt GrenzFlug+ wird ein UAS-basiertes System entwickelt, welches durch seine einfache Bedienung, die vollautomatische Datenauswertung sowie die sichere Integration in den gemeinsamen Luftraum zukünftig ein effektives Hilfsmittel für Rettungskräfte im grenzüberschreitenden Such- und Rettungseinsatz sein soll.

Nicht nur die technischen, rechtlichen und betrieblichen Rahmenbedingungen müssen für eine erfolgreiche Umsetzung gegeben sein; auch die gesellschaftliche Ebene muss bei der Implementierung neuer Technologien eine zentrale Rolle spielen. Zur Schaffung eines nachhaltigen grenzüberschreitenden Betriebskonzeptes müssen die Menschen in den Mittelpunkt der Innovation gestellt werden. Das Teilvorhaben fokussiert sich auf die frühe und aktive Einbeziehung der Bevölkerung, welcher im Rahmen verschiedener Partizipationsformate die Technologie näher gebracht wird. Im Rahmen der grenzüberschreitenden Urban-Air-Mobility-Initiative der MAHHL-Städte werden euregionale Stakeholder in den Entwicklungsprozess einbezogen und über diesen informiert.

Problemstellung und globales Projektziel

In der Grenzregion zwischen Belgien, den Niederlanden und Deutschland liegen besondere Rahmenbedingungen für die Versorgung durch den Rettungsdienst vor, da durch die Grenzverläufe der am schnellsten verfügbare Rettungsdienst nicht immer im Land des Notfalles stationiert ist. Um den sich ergebenden Herausforderungen zu begegnen, haben sich in der Region die Feuerwehren, Rettungsdienste und Zivilschutzeinrichtungen zu dem grenzüberschreitenden Zusammenarbeitsverband EMRIC (Euregio Maas-Rijn Incidentbestijding en Crisisbeheersing; dt.: Euregio Maas-Rhein Vorfall- und Krisenbewältigung) zusammengeschlossen, um mit deren Expertise Rettungseinsätze auch über Ländergrenzen hinaus zu ermöglichen. Außerdem haben die Städte Maastricht, Aachen, Hasselt, Heerlen und Lüttich die MAHHL-Urban-Air-Mobility-Initiative gegründet, um grenzüberschreitende Rettungseinsätze auch mit UAS zu unterstützen.

Bei Notfällen ist die Zeit bis zur Versorgung durch den Rettungsdienst entscheidend für die Überlebenschancen und die Schwere der Folgeschäden. Dies gilt beispielsweise für demente Personen, die sich in kalten Nächten in unwegsamen Geländen verlaufen und dort verunglücken. UAS können hier in Zukunft einen entscheidenden Beitrag zur Verkürzung der Zeit bis zur Rettung liefern.

Im Projekt GrenzFlug wurde bereits ein erster vollautomatischer grenzüberschreitender Rettungsflug demonstriert. Mit diesem konnte die Akzeptanz und der Nutzen durch die Verwendung von UAS im Rettungseinsatz aufgezeigt werden. Darauf soll das Projekt GrenzFlug+ aufbauen. Um ein vollständig vernetztes und in den Luftraum integriertes Gesamtsystem zu erhalten, das für einen 24/7 Regelbetrieb vorbereitet ist und Daten automatisch aufbereitet und weiter leitet, werden im Projekt GrenzFlug+ weitere Schritte ausgearbeitet.

Im Rahmen von GrenzFlug+ soll zusammen mit der EMRIC und im Rahmen der MAHHL-UAM-Initiative der nächste Schritt in Richtung eines kontinuierlichen vollautomatischen Regelbetriebes von UAS im grenzüberschreitenden Rettungsdienst gemacht werden. Hierfür soll, basierend auf bestehenden Flugsystemen und Erfahrungen aus dem Projekt Grenzflug, ein vernetztes und integriertes Gesamtsystem entwickelt werden, mit welchem die Dauer zur Lokalisierung von Vermissten in der Grenzregion deutlich verkürzt wird. Dafür wird das Gesamtsystem zudem vollständig in die Rettungskette der Einsatzkräfte integriert und mittels einer automatisierten Datenaufbereitung eine einfache Bedienbarkeit sichergestellt. Zudem wird im Rahmen des Forschungsvorhabens sichergestellt, dass die neuen automatischen luftgebundenen Systeme mit den bereits vorhandenen ferngesteuerten unbemannten Fluggeräten kompatibel sind, damit eine spätere Einführung möglich ist, ohne dass es zu Konflikten mit bereits im Betrieb befindlichen Systemen kommt.

Ein weiteres Ziel ist die Erhöhung der Akzeptanz für den zukünftigen Einsatz von UAS im Rettungseinsatz. Dies soll durch eine begleitende Information und Beteiligung der Bürger*innen sowie durch eine öffentlichkeitswirksame Enddemonstration ermöglicht werden.

Wissenschaftliche und technische Ziele von GrenzFlug+

Um im Rahmen von GrenzFlug+ den nächsten Schritt in Richtung eines kontinuierlichen vollautomatischen Regelbetriebes von UAS im grenzüberschreitenden Rettungsdienst zu machen, muss zum eine sichere Luftraumintegration sichergestellt werden und zudem eine Integration in die Rettungskette sichergestellt werden.

Zur sicheren Luftraumintegration spielt die Integration des Flugsystems in U-Spaces eine entscheidende Rolle. Ein U-Space in der Region ist notwendig, um einen 24/7 Regelbetrieb zu ermöglichen. Ein U-Space ist zurzeit die einzige Möglichkeit sämtlichen Flugverkehr elektronisch zu erfassen. Um einen sicheren, automatisierten Flugbetrieb außerhalb der Sichtweite für Rettungskräfte zu ermöglichen ist es unerlässlich, dass unbeteiligte Flugsysteme, inklusive Heißluftballon und Segelflugzeuge nicht gefährdet werden. Diese Voraussetzung ist durch die U-Space Funktionalitäten und insbesondere durch die unten beschriebenen Erweiterungen gegeben. Zusätzlich zu den bereits bestehenden U-Space Funktionen des Levels U1 soll ein UTM-basiertes Verfahren zur Konfliktvermeidung entwickelt werden. Insbesondere im Hinblick auf zukünftige (U-Space-)Regularien kann durch dieses Verfahren das Luftrisiko im Flugbetrieb verringert werden. Die neu entwickelten Verfahren sollen in einem Demo-U-Space als U-Space U2/U3-Funktionen im grenzüberschreitenden Einsatz implementiert werden. Damit im Demo-U-Space die notwenige Kommunikation sichergestellt werden kann, werden zudem die notwendigen Maßnahmen für eine sichere und vollständige Mobilfunkabdeckung für dem zu implementierenden U-Space untersucht.

Um auch bei großen Suchgebieten eine schnelle Lokalisierung zu gewährleisten, sind die im Rettungseinsatz entstehenden Aufgaben unter mehreren spezialisierten UAS aufzuteilen. Dazu gehören unter anderem UAS, die mit einer optischen Kamera, für die Identifikation von Personen oder Autos anhand von Formgebung, und mit einer Infrarotkamera ausgestattet werden. Außerdem wird ein UAS, mit einem LIDAR-Sensor ausgestattet eingesetzt, um so auch eine dreidimensionale Erfassung der Einsatzstelle zu ermöglichen. Für eine effiziente Interaktion der UAS wird hierzu eine Missionssteuerung entwickelt, aus welcher alle beteiligten UAS sicher gesteuert werden können. Außerdem wird durch die Einbindung bereits im Einsatz befindlicher ferngesteuerter UAS zur Aufklärung bestimmter Nahbereiche eine zügige Ergänzung der bereits vorhandenen Kapazitäten erreicht.

Partner

Innerhalb des Projektkonsortiums werden Experten und Nutzer aus den Bereichen des Zivilschutzes, der unbemannten Fluggeräten und des Flugverkehrsmanagement vereint. Das Institut für Flugsystemdynamik der RWTH Aachen übernimmt die technische und organisatorische Gesamtkoordination.