Heutige Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrs- managementsysteme, auch als A-SMGCS (Advanced Surface Movement Guidance and Control Systems) im weitesten Sinn oder Surface Management Systeme (SMAN) bezeichnet, können ihrerseits eine integrierte Controller Working Position (CWP) für Lotsen oder Vorfeldlotsen darstellen oder wesentlich prägen. Nachfolgend wird daher unter„Bodenlagedarstellungs- und Verkehrs- führungs- oder Verkehrsmanagementsysteme" alles Vorgenannte und im weitesten Sinne jedes Tool zur Unterstützung von Lotsen oder Vorfeldlotsen mit oder ohne Möglichkeiten zur Tätigung von Eingaben bezeichnet. Solche Systeme basieren in Bezug auf Erfassung beweglicher und statischer Objekte auf der Flughafenoberfläche zumeist auf Radartechnik oder auf der Kombination von Radartechnik und einem Multilaterationssystem, deren individuelle Sensorinformationen häufig in einem Sensordatenfusionssystem zu einem integrierten Lagebild vereint werden. Diese Systemverbünde sind in ihrer Erfassungsqualität (Positionsgenauigkeit von Objekten, Erfassungswahrscheinlichkeit, Richtungsgenauigkeit etc.) limitiert. Dies gilt insbesondere für die Erfassungsgenauigkeit hinter Gebäuden und für Strukturen mit dem Charakter von Höfen.

Für neue Funktionalitäten, wie u.a. die in WO 2014/135500 A1 beschriebene Verkehrsplanung, Routengenerierung und Verkehrsführung, ist an bestimmten Stellen eine verbesserte Erfassungsqualität notwendig. Dies gilt unabhängig davon, ob automatisch optimale individuelle Routen mit oder ohne Einbeziehung des umgebenden Verkehrs und temporär oder dauerhaft geltender Restriktionen berechnet werden. Ferner ist hierfür auch unerheblich, welche Art der Führung eingesetzt wird. Beispiele hierfür sind, wie in WO 2014/135500 A1 dargelegt, Sprechfunk, Endgeräte im Feld, wie etwa sequenziell und individuell geschaltete Rollwegmittellinienfeuer, oder sonstige externe Führungssysteme, wie etwa dynamische Beschilderung, oder automatisierte Sprachinstruktionen auf Flugfunkfrequenzen oder Frequenzen anderer Empfangssysteme des Flugzeugs oder Fahrzeugs, oder auch in Flugzeuge und Fahrzeuge integrierte oder mobile Anzeigesysteme mit den dargelegten Anzeigeebenen.

Aufgabe der Erfindung ist es, im Hinblick auf die oben genannten Anfor- derungen die Erfassungsqualität eines Bodenlagedarstellungs- und Verkehrs- führungs- oder Verkehrsmanagementsystems, insbesondere an einem Flughafen, zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An- spruchs 14. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtungsanordnung dient zur Verbesserung der Erfassungsqualität von Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystemen, insbesondere an einem Flughafen, und umfasst wenigstens folgende, miteinander wechselwirkende Komponenten: eine Befeuerungseinrichtung mit wenigstens einem ansteuerbaren Leuchtmittel, und einen Erdmagnetfeldsensor zur Ermittlung der Position, Bewegungsrichtung, Ausrichtung und/oder Geschwindigkeit eines Objektes. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Erdmagnetfeldsensoren eine geeignete Technologie darstellen, um die lokale Erfassungsqualität zu verbessern. Erdmagnetfeldsensoren, wie sie in DE 10 2012 014303 A1 beschrieben sind, werden bis dato nicht in Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungsoder Verkehrsmanagementsystemen oder in vergleichbaren Systemen einge- setzt. Die vorgeschlagene Integration dieser Technologie macht die Implementierung weniger aufwändig als ein losgelöstes Konzept. Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Verbesserung der Erfassungsqualität von Bodenlagedarsteliungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystemen, bei dem wenigstens eine Vorrichtungsanordnung der oben beschriebenen Art verwendet wird. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Schaubild einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungsanordnung.

Anhand der einzigen Figur werden eine Vorrichtungsanordnung (in der Figur als„Sensor Guidance Lights" bezeichnet) und ein Verfahren zur Verbesserung der Erfassungsqualität von Bodenlagedarsteliungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystemen vorgestellt. Die beschriebene Ausführungsform betrifft die Anwendung der Anordnung bzw. des Verfahrens an einem Flughafen mit vorgeschalteter Sensordatenfusion, integriert mit individueller automatisierter Multikanal-Verkehrsführung über verschiedene auditive und visuelle Kanäle für Flugzeuge, Fahrzeuge und Fahrzeugverbünde. Unter Multikanal-Verkehrsführung ist zu verstehen, dass wahlweise und je nach Verfügbarkeit von Modulen in einer konkreten Implementierung im Feld, auch zwei oder mehr synchronisierte Führungsmittel parallel die gleiche Information übermitteln, wie zum Beispiel eine synthetische Sprachinformation parallel zu einem entsprechend geschalteten Mittellinienfeuer. Fahrzeugverbünde sind beispielsweise Schleppzüge oder geführte Schleppzüge, aber auch Formationen, wie beispielsweise im Winterdienst.

Die Ausführung der Vorrichtungsanordnung ist modular, und die Integration der Module kann gleichwohl eine physische Integration im Sinn von„räumlich darin enthalten", wie auch eine technische Integration im Sinn von„direkt damit verbunden" bedeuten. Letzteres umfasst insbesondere die Anbringung von Modulen oder Teilmodulen wie Antennen und Sensoren außerhalb der Befeuerung (nachfolgend auch: Feuer), z.B. in vorhandenen oder gefrästen Spalten in der Flugbetriebsfläche oder als Anbauteile an oberirdischen Installationen.

Zur Verbesserung der lokalen Erfassungsqualität von Objekten werden in der hier beschriebenen Vorrichtungsanordnung Erdmagnetfeldsensoren verwendet. Erdmagnetfeldsensoren können die Position, die Bewegungsrichtung, Objekt- ausrichtung und die Geschwindigkeit eines Objektes ermitteln. Diese Daten können zu einem Vektor zusammengefasst und in einem proprietären Format oder - im Rahmen der hier bevorzugten Anwendung - auch im luftfahrtgebräuchlichen ASTERIX-Format (All-purpose Structured EUROCONTROL Surveillance Information Exchange), beispielsweise in den Dialekten CAT.10 oder CAT.65 ausgegeben werden. Die Daten können dann entweder lokal verarbeitet werden (in der Vorrichtungsanordnung mit dem jeweiligen Sensor), in einem Verbund von kooperierenden Vorrichtungen (integrierte Feuer), z.B. an einer Kreuzung, zentral durch eine Sensordatenfusion, oder durch Module eines Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystems. Im Verbund agierende Vorrichtungen mit integrierten Erdmagnetfeldsensoren können hierbei auch dazu genutzt werden, um eine vereinfachte Identifikation des Objekts zu erzielen. So werden Fahrzeuge von Flugzeugen unterschieden. Bei den Fahrzeugen können Größenklassen identifiziert werden, beispielsweise Personenwagen oder Omnibus, und bei den Flugzeugen werden Flugzeugtypen erkannt.

Wie bereits eingangs erwähnt, macht die Integration dieser Technologie die Implementierung weniger aufwändig als ein losgelöstes Konzept. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtungsanordnung sind Erdmagnet- feldsensoren modular mit Komponenten zur individuellen automatisierten Verkehrsführung und in bereits großflächig an Verkehrsflughäfen implementierte Vorrichtungen integriert, insbesondere in so genannte Rollwegmittellinienfeuer (Standardfall) oder auch in Rollwegbegrenzungsfeuer, Haltebalkenfeuer oder Haltepositionsfeuer, oder auch in Systeme zur Parkführung und Informations- Systeme wie Displaysysteme, Ampelanlagen und sonstige Führungselemente wie auch dynamische oder statische Beschilderung.

Durch die Integration entstehen neue Nutzungs- und Automatisierungsmöglichkeiten im Bereich der Rollverkehrsführung. Daneben können Verfahren, welche eine erhöhte Präzision erfordern, wie die Kreuzung aktiver Start- und Landebahnen, noch sicherer abgearbeitet werden. Zudem bietet die Integration Zugang zum Stromversorgungsnetz und im konkreten Fall eines Mittellinienfeuers auch den notwendigen Schutz gegen Drucklasten (Überrollfähigkeit) sowie gegen sonstige Einflüsse wie beispielsweise Feuchtigkeit. Die Nutzung der modularen Vorrichtungseinrichtungen ist in keiner Weise beschränkt und deckt unter anderem auch potenziell die automatisierte Erfassung von Zeitstempeln wie In-Blocks und Off-Blocks (Aufnahme von Bewegung auf der Position oder anderswo und Detektion von Stillstand), aber auch die Detektion der Ausrichtung eines Flugzeuges, beispielsweise nach dem Pushback, ab.

Die detaillierte Beschaffenheit des Rollwegmittellinienfeuers in Bezug auf Zahl der Leuchtmittel (z.B. 1 , 2 oder 4), Art der Leuchtmittel (z.B. Halogen oder LED) und auch die derzeitige Nutzung des Feuers (zur reinen Orientierung, oder als Führungsmittel im Rahmen eines sog.„Follow-the-Greens", also der individuellen sequenziellen Anzeige des freigegebenen Routensegments durch aktivierte Feuer) sind für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung. Im idealen Fall ist das Feuer als Führungsmittel nutzbar und besitzt ein, zwei, vier, sechs, oder mehr Leuchtmittel (z.B. drei pro Richtung und jeweils eines in rot, gelb und grün). Im Fall von orangen und blauen Rollleitlinien auf einem Flughafen können alter- nativ oder zusätzlich auch diese Farben in den Feuern erhalten sein. Das Feuer erhält seine Steuerungsbefehle wahlweise über Powerline-Communication von einem Befeuerungssteuerungssystem (oder Komponenten/Peripherie hiervon), welches seinerseits von einem Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungsoder Verkehrsmanagementsystem, anderen Partnersystemen oder von Nutzern instruiert werden kann, oder über ein gesondertes Kommunikationskabel wie beispielsweise ein Local Area Network-Kabel, oder über einschlägige kabellose Kommunikationsstandards, wie GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, LTE, LTE Advanced, ΙΕΕ 802.1 a/h, ΙΕΕ 802.11 b/g, ΙΕΕ 802.11 η, IEE802.1 ac, WiMAX und AeroMACS sowie deren Nachfolger und andere, und meldet über den glei- chen Kanal seinen Status zurück. Es besteht also eine Datenverbindung, welche im Rahmen der Erfindung für neue Datenarten und zu weiteren Systemen als bisher genutzt wird, wie später noch genauer erläutert wird. Zudem ist es möglich das Feuer zur Signalisierung von Instruktionen entweder vom zentralen Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystem ansteuern zu lassen, oder auf Basis der Sensordaten des modular integrierten Erdmagnetfeldsensors, bzw. auf Basis von Informationen von kooperierenden Vorrichtungsanordnungen (integrierte Feuer), z.B. an einer Kreuzung.

Die Vorrichtungsanordnung enthält ferner ein Modul der Art, wie es in WO 2014/135500 A1 beschrieben ist, zur automatisierten Sendung von synthe- tischen, teilsynthetischen oder natürlichen individuellen und wahlweise auch zu einschlägigen Standards, beispielsweise ICAO Doc 4444 ATMI/501 , abzurufen unter; http://www.navcanada.ca/EN/media/Publications/ICAO-Doc-4444- EN.pdf, konformen Sprachnachrichten an Empfänger in Cockpits von Verkehrsflugzeu- gen und Fahrzeugen, welche von einem zentralen System zur Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystem mit Instruktionen versorgt werden und/oder lokal oder im Verbund mit weiteren gleichen oder ähnlichen Vorrichtungen Instruktionen ermitteln können. Hierbei kann wahlweise eine für jedes Ereignis individuelle Flugfunkfrequenz oder jede andere Frequenz, wie auch die arker Beacon Receiver Frequenz von Flugzeugen, bedient werden. Neben Instruktionen sind auch automatisierte Informationen denkbar, wie z.B. der Hinweis auf eine bevorstehende kritische Situation oder Angaben zu relevanten Variablen, wie Wetter, Oberflächenbeschaffenheit oder Ähnliches. Die Vorrichtungsanordnung kann auch so konfiguriert sein, dass sie jedem Verkehrsteilnehmer, die gleiche Information übermittelt, z.B. „Attention, Active Runway 300 Meters Ahead!". Auslöser kann hierbei die Sensorik in der Vorrichtungsanordnung sein, die Abstimmung mit weiteren Vorrichtungsanordnungen in einem Verbund, sowie auch das zentrale Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystem. Sollte die Vorrichtungs- anordnung hierbei via Datenlink an zentrale Systeme, beispielsweise eine Airport Operational Database (AODB) oder das zentrale Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystem angebunden sein, oder sollte ein modularer A-DSB Empfänger zur Identifikation verbaut sein (siehe weiter unten), so kann der Funkspruch auch die Identifikation der Rollbewegung beinhalten, wie z.B. „Lufthansa 123, Attention, Active Runway 300 Meters Ahead I". Insgesamt erlaubt dies auch, die Vorrichtungsanordnung als Schutzmechanismus vor unerlaubtem Eindringen in bestimmte Zonen zu nutzen, wie beispielsweise auch das unerlaubte Befahren einer Start- und Landebahn.

Sofern die integrierten Vorrichtungen auf Flugfunkfrequenzen operieren, ist der Einsatz lokaler Zellen mit eingeschränkter Sendeleistung sinnvoll. In solch einem Fall kann die integrierte Vorrichtungsanordnung durch Übermittlung der entsprechenden Information über die beschriebenen Datenlinks sicherstellen, dass der Status des Senders auf den Lotsenarbeitsplätzen angezeigt werden kann. Dies verhindert, dass bei dieser Form der Nutzung eine Frequenz doppelt belegt wird. Zudem ist durch geeignete Mittel sichergestellt, dass die integrierte Vorrichtungsanordnung nur dann eine Funkübertragung auf einer Flugfunkfrequenz vornimmt, wenn diese gerade nicht belegt ist. Die integrierte Vorrichtungsanordnung kann beispielsweise einen Countdown, z.B. über drei Sekunden, auf dem Human Machine Interface (HMI) des Lotsenarbeitsplatzes auslösen, welcher die geplante Belegung der Frequenz in einem lokalen Sendebereich visuell ankündigt.

Ein in die Vorrichtungsanordnung modular integrierbarer Empfänger für ADS (Automatic Dependent Surveillance), beispielsweise ADS-B, empfängt und verarbeitet Identifikationsinformationen (u.a. Flugnummer, Flugzeugtyp, Zeitsignal, etc.) von Flugzeugen und Fahrzeugen, welche von diesen üblicherweise auf 1.090 Mhz ungerichtet ausgestrahlt werden. Dies geschieht wahlweise zur lokalen Verarbeitung in einer integrierten Vorrichtungsanordnung, zur Integration in den Entscheidungs- und Führungsprozess eines Verbunds, zwecks Weiter- gäbe an das zentrale Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystem oder eine Sensordatenfusion, oder für eine Kombination hieraus. Sollte ADS durch Technologien wie Mode S Extended Squitter oder VDL Mode 4 mit oder ohne TDMA, FLARM, oder ECDIS wie in der Schifffahrt oder andere Standards abgelöst werden, so wird der ADS Empfänger in der Vorrichtungsanordnung durch ein entsprechendes abweichendes Modul ersetzt.

Die gleichzeitige Nutzung eines nicht-kooperativen Sensors (Erdmagnetfeldsensor) und eines kooperativen Sensors (ADS-B Empfänger) ist dahingehend eine Besonderheit, als sie die Vorrichtungsanordnung zu einem kombinierten nicht-kooperativen und kooperativen Sensorsystem macht. Die modular integrierte Logikeinheit der Vorrichtungsanordnung ist in der Lage, lokal Entscheidungen zu treffen, beispielsweise bezüglich Sequenzierung an einer Kreuzung (dies schließt ausdrücklich auch das Sequenzieren zwischen Flugverkehr und Straßenverkehr ein, inklusive dem automatischen Schalten von Ampelanlagen oder anderen visuellen Systemen zur Anzeige von Verkehrs- Instruktionen, wie auch dynamische Beschilderung), und diese via unidirektio- naler oder bi-direktionaler kabelgebundener oder kabelloser Datenlinks an das zentrale Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrsmanagementsystem zu übermitteln, oder sie wahlweise direkt im Feld mittels der anderen integrierten Module oder externer Führungsmittel visuell oder auditiv an die Nutzer zu übermitteln. Ferner kann die Logikeinheit zur Abstimmung mit anderen Vorrichtungsanordnungen gleicher prinzipieller Art genutzt werden, um lokal, z.B. für eine Kreuzung, Entscheidungen zu treffen und mit Hilfe der integrierten Module oder von Peripheriesystemen umzusetzen.

Die integrierte Vorrichtungsanordnung kann über die genannten ^' Datenverbindungen mit weiteren IT-Systemen der luftseitigen Flughafeninfrastruktur kommunizieren, u.a. auch mit der Airport Operational Database oder anderen Systemen. Hierbei können Informationen in beide Richtungen ausgetauscht werden, wie z.B. Positions- und Vektorinformationen und erfasste Zeitstempel von der integrierten Vorrichtungsanordnung zu den IT-Systemen und Flugplandaten oder Sequenzierungsanforderungen von der zentralen Einheit zur Vorrichtungsanordnung. Die Informationen zur Bodenlage werden hierbei entsprechend einschlägiger Standards im ASTERIX-Format, beispielsweise im Dialekt CAT.10, oder in einem proprietären Format zur Verfügung gestellt. Die Logikeinheit ist ferner dafür verantwortlich, die unterschiedlichen Führungsmittel zu synchronisieren, z.B. bei einer Halteaufforderung das Feuer in der betreffenden Richtung auf Rot zu schalten oder zu deaktivieren und parallel zugehörige Datenlink- und Sprachinstruktionen zu versenden. Ein weiteres Modul zur Integration in die Vorrichtungsanordnung ist eine Vorrichtung für Controller Pilot Data Link Communications (CPDLC) zur Übertragung von Datenlinkinstruktionen, wie Start-up, Push-back und die Taxiroute ins Cockpit und in Fahrzeuge. Die diesbezüglichen Instruktionen werden vom zentralen Bodenlagedarstellungs- und Verkehrsführungs- oder Verkehrs- managementsystem mit oder ohne Zutun eines Menschen über die beschriebenen Datenlinks zur Verfügung gestellt und gemäß aktuell definiertem D-TAXI Message Set oder einem proprietären Standard auf den hierzu vorgesehenen Kanälen versendet. Auch eine Anzeige der Route oder von Clearances wie Start- up oder Push-back auf dem Anzeigesystem des Parkführungssystems, bei- spielsweise eines Advanced-Visual Docking Guidance Systems (A-VDGS), oder auf anderen Displaysystemen, wie Ramp Displays, kann vorgesehen sein.