Es bildet sich hierbei ein System der Systeme heraus, welches interkonnektiv sein muss und nicht als zentrale Datenplattform angelegt ist. Es handelt sich hierbei um ein Konzept, mit dessen Hilfe Drohnen in den Luftraum integriert und Risiken vermieden werden. Eine finale Definition eines UTM ist jedoch zum aktuellen Zeitpunkt nicht m\u00f6glich.<\/p>\n
Um Regeln f\u00fcr die Bewertung des Risikos von Drone-Operations festzulegen, sollte ein k\u00fcnftiges UTM auch SORA-kompatibel sein.\u00a0\u00a0SORA<\/a>\u00a0(Specific Operations Risk Assessment) ist eine Methode zur Risikobewertung von UAS Eins\u00e4tzen. Sie ist geeignet f\u00fcr Beh\u00f6rden sowie Betreiber von UAVs und leitet sich aus dem Holistic Risk Model (HRM) ab. Auf Basis dessen werden au\u00dferdem die Genehmigungsprozesse erfolgen. Im Oktober 2017 wurden die Allgemeinen Grunds\u00e4tze in der NfL 1-1163-17 niedergeschrieben. Erstmalig wurde f\u00fcr die Genehmigung einer Aufstiegserlaubnis die Risikobewertung gem\u00e4\u00df SORA-GER zur Bedingung. Dabei berechnet man die Bodenrisikoklasse (GRC), und die Luftrisikoklasse (ARC).<\/p>\n Um die Anforderungen an ein SORA-kompatibles UTM besser zu verstehen, wird das Beispiel eines Gewebetransports per Drohne im urbanen Raum dargestellt. Derzeit wird in der Stadt Hamburg in einem Projekt der Gewebetransport zwischen Krankenh\u00e4usern geplant. Im Bild dargestellt sieht man einen fiktiven Luftraum, in dem eine Drohne zwischen zwei Objekten fliegen soll (rote Kreise). Eine direkte Flugroute ist aufgrund von Auflagen nicht m\u00f6glich. Das bedeutet, dass Drohnen \u00e4hnlich wie Fahrzeuge am Boden nur bestimmte Routen fliegen k\u00f6nnen. Daf\u00fcr sind Technologien notwendig, die eine Kommunikation zwischen Drohne und dem Leitstand, der die Drohneneins\u00e4tze steuert und zwischen den Drohnen erm\u00f6glicht.<\/p>\n In der Vision wird von einem ortsungebundenen Leitstand das Ziel f\u00fcr die Drohne angegeben. Dem Leitstandf\u00fchrer wird \u00fcber ein Planungstool die k\u00fcrzeste Route f\u00fcr die Drohne vorgeschlagen und er best\u00e4tigt diese. Im Hintergrund hat die Software dabei s\u00e4mtliche Flugverbotszonen, Auflagen und H\u00f6henangaben einberechnet, sowie aus einer Datenbank tempor\u00e4re Flugbeschr\u00e4nkungen, z.B. durch Rettungseins\u00e4tze, verarbeitet. \u00a0In einem Administrations-Center sind der Pilot und die verf\u00fcgbaren Drohnen mit den jeweiligen Spezifikationen hinterlegt. Das System wei\u00df durch die hinterlegten Daten und den Abgleich mit einer beh\u00f6rdlichen Datenbank, dass der Pilot \u00fcber den entsprechenden Kenntnisnachweis verf\u00fcgt. Es plant automatisiert die Flugroute und stellt die jeweiligen regulatorischen Auflagen fest. Mit Hilfe von Funkverbindungen und digitalen Netzwerken k\u00f6nnen die Drohnen auch w\u00e4hrend des Fluges Informationen und Anweisungen empfangen. Diese werden zum Teil direkt auf dem Ger\u00e4t prozessiert. Weiterhin wichtig ist eine Kommunikationsm\u00f6glichkeit der Drohnen untereinander, damit sich diese mit Hilfe von k\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) und einem Mesh-Netzwerk f\u00fcr schnelle Daten\u00fcbertragung selber koordinieren k\u00f6nnen. Dem Drone-Operator wird es mit Hilfe des Leitstandsystems m\u00f6glich sein, die Bewegungen der UAVs in Echtzeit nachvollziehen zu k\u00f6nnen. Die Luftaufsichtsbeh\u00f6rden und sonstige relevante beh\u00f6rdliche Einrichtungen werden die Drohneneins\u00e4tze automatisiert \u00fcberwachen k\u00f6nnen. Sie werden die Luftraumkoordination \u00fcber die Eingabe von Flugverbotszonen, Gewichts-, Geschwindigkeits- oder H\u00f6henvorgaben steuern k\u00f6nnen.<\/p>\n Geo-Informationen sind die Voraussetzung f\u00fcr jeden geplanten Drohnenflug. Vor jedem Flug m\u00fcssen die Auflagen und Vorschriften f\u00fcr den geplanten Luftraum gepr\u00fcft und validiert werden. Da sich Drohnen im Gegensatz zum klassischen Luftverkehr oft im bodennahen Luftraum (bis 500ft) aufhalten, ergeben sich spezielle Vorschriften aufgrund bodengebundener Infrastruktur. Die im Bild dargestellte Karte von\u00a0FlyNex<\/a>\u00a0zeigt die Auflagen, die aufgrund der jeweiligen \u00f6rtlichen Begebenheiten bestehen. Die Daten der bodengebundenen Infrastruktur machen 90% der Einflussfaktoren f\u00fcr einen Drohnenflug bis 500ft aus. Das bedeutet, dass eine gro\u00dfe Menge an Daten verarbeitet und aktualisiert werden muss. Die Firma\u00a0FlyNex<\/a>\u00a0aktualisiert ihr Kartenmaterial t\u00e4glich, um den Nutzern so aktuelle und genaue Informationen wie m\u00f6glich anzeigen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n Diese umfassenden Geo-Informationen sind ebenfalls notwendig, um eine\u00a0SORA-Berechnung<\/a>\u00a0durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen. Anschlie\u00dfend wird daraus die Risikoklasse des Einsatzes festlegt. F\u00fcr die Bestimmung der Ground Risk Class (GRC) ist zum einen die Existenz und zum anderen die Validit\u00e4t der Daten eine wichtige Voraussetzung. Die Geo-Informationen m\u00fcssen daher sorgf\u00e4ltig mit Attributen und Metadaten hinterlegt werden.<\/p>\n Wie eingangs beschrieben, wird ein k\u00fcnftiges UTM ein System der Systeme sein. Es werden viele Systeme und unterschiedliche Marktteilnehmer und Beh\u00f6rden auch \u00fcber L\u00e4ndergrenzen hinweg zusammenarbeiten m\u00fcssen. Derzeit versuchen viele Marktakteure in einem zentralisierten Ansatz andere Marktteilnehmer an ihre individuellen L\u00f6sungen anzuschlie\u00dfen. Aufgrund der Vielzahl der Teilnehmer an einem solchen System und deren unterschiedlichen Interessen wird voraussichtlich niemand seine Datenhoheit an eine Firma oder ein Firmenkonsortium abgeben.<\/p>\n Das System einer Blockchain greift genau dieses Problem auf. Vielen ist die Blockchain-Technologie nur von Kryptow\u00e4hrungen bekannt. Dabei gibt es unheimlich viele weitere Anwendungsf\u00e4lle. \u00dcber das dezentrale Netzwerk k\u00f6nnen nachverfolgbare und nicht-ver\u00e4nderbare Transaktionen durchgef\u00fchrt werden. Das bedeutet, die Blockchain-Technologie schafft die Voraussetzung, dass sich verschiedene Teilnehmer in einem UTM vernetzen und kollaborativ arbeiten k\u00f6nnen, ohne ihre Datenhoheit aufgeben zu m\u00fcssen. In Zeiten, in denen Daten als das\u00a0\u00d6l des 21. Jahrhunderts<\/a>\u00a0beschrieben werden, ist der Bestand der Datenhoheit besonders wichtig f\u00fcr den Erfolg eines Systems mit vielen Stakeholdern.<\/p>\n Die Blockchain-Infrastruktur gilt au\u00dferdem als revisionssicher und bietet somit die M\u00f6glichkeit einen revisionssicheren\u00a0SORA-Prozess<\/a>\u00a0in ein funktionales UTM zu integrieren. Dies wird Voraussetzung sein, f\u00fcr eine beh\u00f6rdliche Anerkennung und Konformit\u00e4t.<\/p>\n Mit der Auslagerung der Prozesse in die Cloud, k\u00f6nnen die Vorteile dieser skalierbaren, bedarfsorientierten und sicheren Technologie genutzt werden. Diese Flexibilit\u00e4t wird f\u00fcr viele Unternehmen mit der ansteigenden Datenmenge immer relevanter. Entsprechend den Angaben des\u00a0IBM Reports<\/a>\u00a0\u201c10 Key Marketing Trends For 2017\u201d wurden allein in den letzten zwei Jahren 90% der vorhandenen Datenmenge erschaffen. Davon liegen ca. 52% in externen Gro\u00dfrechenzentren, in der Cloud. F\u00fcr den Betrieb eines UTM, mit allen Prozessen und Stakeholdern, entstehen ebenfalls gro\u00dfe Datenmengen. Dies sind z.B. Luftraumdaten, Verkehrsdaten, Wetterdaten und Infrastrukturdaten, f\u00fcr den bodenbezogenen Luftraum. Cloud-Computing erm\u00f6glicht es skalierbar diese Datenquellen zu integrieren und zu prozessieren.<\/p>\n Edge Computing beschreibt das Konzept, mehr Datenprozessierung auf Endger\u00e4ten durchzuf\u00fchren. Das reduziert das zu \u00fcbertragende Datenvolumen und erh\u00f6ht damit deutlich die \u00dcbertragungsgeschwindigkeit (Low Latency). Die Technologie wird vor allem f\u00fcr die Kommunikation zwischen der Ground Station (Bodenstation) und dem UAV notwendig sein. Dabei ist es wichtig, dass Daten von der Ground Station in Millisekunden zum UAV, dem Piloten oder anderen Clients gelangen, um z.B. \u00c4nderungen der Flugroute vornehmen zu k\u00f6nnen. Stellt man sich vor, dass eine Drohne bei einer Geschwindigkeit von 43km\/h rund 12m je Sekunde zur\u00fccklegt, versteht man die Notwendigkeit in Millisekunden arbeiten zu m\u00fcssen. Dies gilt vor allem f\u00fcr den Einsatz im urbanen Raum. Auf Basis der Geodaten und der k\u00fcnstlichen Intelligenz kann das System selbstst\u00e4ndig eine Anpassung der Navigation vornehmen und die Information an alle Beteiligten weiterleiten und dokumentieren. Das geschieht ohne menschliches Eingreifen.<\/p>\n In einem Mesh-Netzwerk ist jeder Knotenpunkt (Endger\u00e4t) mit einem oder mehreren anderen Knotenpunkten vernetzt (siehe Bild erstes v.l.). Die Weitergabe erfolgt \u00fcber die einzelnen Knoten bis zum Zielpunkt. Mesh-Netzwerke gelten als sehr sicher, da sie selbst bei Wegfall einzelner Knotenpunkte weiterhin funktionieren, sie sind selbstheilend. Damit bietet es die Voraussetzung f\u00fcr eine sichere und zuverl\u00e4ssige Kommunikation zwischen Drohnen (siehe Bild mitte). Eingepflegte Daten k\u00f6nnen in Millisekunden an die betreffenden Drohnen verteilt und auf der Onboard-Unit verarbeitet werden. Diese automatisierte und sehr schnelle Kommunikation zwischen Drohnen verhindert deren Zusammenst\u00f6\u00dfe und macht Sense & Avoid Technologien grunds\u00e4tzlich \u00fcberfl\u00fcssig. Diese werden jedoch voraussichtlich weiterhin als redundantes System Bestand haben.\u00a0In Pilotversuchen wird die Technologie bereits beim sogenannten Platooning eingesetzt, wie im Bild rechts dargestellt. Dabei fahren Fahrzeuge in Kolonne dicht hintereinander und kommunizieren \u00fcber ein Mesh-Netzwerk untereinander. Sie regeln selbst\u00e4ndig den Abstand und f\u00fchren Fahrman\u00f6ver durch.<\/p>\n Mit Hilfe k\u00fcnstlicher Intelligenz lassen sich in k\u00fcrzester Zeit gro\u00dfe Datenmengen verarbeiten und auf deren Basis automatisiert Entscheidungen treffen. Das System versteht situationsbedingt, welche Informationen an welchen Teilnehmer im UTM (Drohne, Pilot, Flugaufsicht, Beh\u00f6rden, u.v.m.) bereitgestellt werden m\u00fcssen. So wird ein System in der Lage sein m\u00fcssen, aufgrund der bereitgestellten Daten, die Flugrouten festzulegen. Dies hat in Abstimmung mit allen anderen Teilnehmern im Luftraum und unter Einbeziehung der Auflagen bodengebundener Infrastruktur zu erfolgen. Aufgrund der Vielzahl und Komplexit\u00e4t wird ein Gro\u00dfteil der Genehmigungsverfahren automatisiert ablaufen. Nur so l\u00e4sst sich die Anzahl von regulierten Drohnenmissionen in Zukunft f\u00fcr vielf\u00e4ltigste Anwendungsf\u00e4lle koordinieren. K\u00fcnstliche Intelligenz wird eine wesentliche Voraussetzung sein, f\u00fcr die Kommunikation zwischen Drohnen. Diese m\u00fcssen bei Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten in Millisekunden auf Ver\u00e4nderungen reagieren und entsprechend der Informationen anderer UAVs die eigene Flugroute anpassen k\u00f6nnen.<\/p>\nUse Case – Herausforderungen in einem realen Szenario<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.flynex.io\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/Feurich-Bild-Content-UTM-SORA-2.jpg\")
<\/p>\nWelche sind die 6 Schl\u00fcsseltechnologien f\u00fcr ein funktionales UTM?<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.flynex.io\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/feurich-bild.png\")
<\/p>\nGeo IT<\/h3>\n
![\"Map](\"https:\/\/www.flynex.io\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/feurich-bild-artikel-2.png\")
<\/p>\nBlockchain<\/h3>\n
Cloud-Computing<\/h3>\n
Edge Computing<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.flynex.io\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/feurich-artikel-3-bild.jpg\")
<\/p>\nMesh Netzwerk<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.flynex.io\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/artikel-feurich-neues-bild2.jpg\")
<\/p>\nArtificial Intelligence<\/h3>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.flynex.io\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/cb78bdf3-baba-46b9-bca6-3c8c6c0b9fbe.jpg\")
<\/p>\n![\"touchtisch\"](\"https:\/\/www.flynex.io\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/touchtisch.jpg\")
<\/p>\n