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24.07.2018

Digital Ear – die Cloud hört mit

Mit IoT werden oft Werkshallen und Roboter verbunden – wie der Use-Case des „Digital Ears“ zeigt, kann sich das Ganze auch unter freiem Himmel abspielen.

Um die Emissionen und die Lärmbelastung am Flughafen in Heathrow zu reduzieren, hat sich die Flughafenverwaltung mit ihren Partnern eine sehr interessante Anwendung einfallen lassen. Ausgangsproblem war die im Heck eines Flugzeugs befindliche Auxiliary Power Unit (APU), die bei einem Triebwerksausfall oder bei abgeschalteten Turbinen die Stromversorgung des Flugzeugs übernimmt. Diese Stromerzeuger sind sehr ineffizient und laut und werden allzu oft auch verwendet, wenn die Maschine im Dock steht. Normalerweise sollte das Flugzeug in diesem Zustand vom Boden aus mit Strom versorgt werden, der Passagier nimmt diese Umschaltung vom Triebwerk auf Bodenversorgung durch eine kurzes Flackern des Lichtes wahr. Am Heathrow Airport sind die Luftlinien angehalten, spätestens fünf Minuten, nachdem die Parkbremse betätigt wurde, auf Bodenversorgung umzuschalten. Leider wird dies von vielen Airlines ignoriert, weil sie lieber den restlichen noch an Bord befindlichen Sprit zur Stromversorgung aufbrauchen, und so hatte der Airport eine Bodentruppe eingerichtet, die den Einsatz der APU mit Kontrollfahrten überwachte. Die Trefferquote dieser Truppe lag bei ca. 1 %, und dadurch lagen die Kosten der Überwachung über den Erträgen aus den verhängten Strafen.

Mit dem Digital Ear kümmert sich nun ein Device (Industrial Rasperry) um dieses Problem – genau genommen sind 177 dieser digitalen Ohren im Einsatz, um den Lärmpegel des Flughafens zu überwachen und gezielt jene Flieger zu erkennen, die sich nicht an die Regeln halten. Damit ist die Trefferquote von 1 % auf 91 % angestiegen. Nach Erfassung des Lärmpegels und einer Voranalyse in der Appliance vor Ort werden die Daten einem IoT-PaaS-Service in der K5-Cloud übergeben und danach von einem AI-PaaS-Service analysiert. Die AI erkennt nicht nur den genauen Standort des Lärmverursachers, sondern kann sogar die im Einsatz befindliche Type (Hersteller und Modell) der APU erkennen. Die Wahl auf ein cloud Service fiel aus Gründen der schnellen Implementierung des kompletten IoT Stacks, die Elastizität der gelieferten Daten sowie die Notwendigkeit eines Evergreen Services. Natürlich wurde auch auf die richtige Wahl der Cloud in Sachen Sicherheit, Verfügbarkeit durch einen Fragenkatalog mit dem die gewünschten Parameter (SLA, Prozesse des Providers) abgefragt wurden geachtet.

Die so ermittelten Daten werden mit den Start- und Landedaten der Flugzeuge abgeglichen auf einem Dashboard visualisiert und die Piloten über ihr Fehlverhalten informiert. 

Der mittels dieser Maßnahmen reduzierte Lärm entspricht 35.000 Starts im Jahr oder der Menge von 12.455 Kilogramm NOX-Emissionen, die sonst durch die APUs freigesetzt würden. Auch die Airlines sparen sich Spritkosten in Höhe von £ 480.000.

Natürlich kann das Digital Ear jegliche Art von Geräuschen messen und interpretieren. Der Hauptvorteil ist, dass die Technologie keinerlei Verbindung zwischen dem zu messenden Objekt und dem Sensor benötigt – gerade im Aeronautik-Bereich, wo Sicherheit großgeschrieben wird und jegliche Veränderung an Systemen langwierige Zulassungsverfahren nach sich zieht, ein wesentlicher Faktor. Aber auch im stationären Bereich, zum Beispiel bei Maschinen, die oft zehn oder zwanzig Jahre im Einsatz sind und wo ein Umbau ein Erlöschen der Betriebszulassung bedeuten würde, hat man mit dieser nicht-immersiven Technologie Vorteile: Es wird nichts verändert und die Durchlaufzeit der Implementierung ist sehr kurz.