Wie Big Data und KI für eine bessere Sicherheit im Luftraum eingesetzt werden können
Falls die derzeitigen Techniken nicht aktualisiert werden, könnte der rapide Anstieg im Flugverkehr das hohe Sicherheitsniveau in der Luftfahrt gefährden. Laut dem EU-finanzierten Projekt Data-driven research addressing aviation safety intelligence ist eine kosteneffektive Möglichkeit zur Umsetzung der notwendigen Aktualisierungen künstliche Intelligenz (KI). Das Projekt ist ein gemeinsames Unterfangen zwischen Fluglinien, Flugsicherungsdiensten, Sicherheitsbehörden, Universitäten und KMU und wendet Ansätze aus den Bereichen Datenwissenschaft und Maschinenlernen an, um neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie für den Luftraum zuständige Interessengruppen die Sicherheit weiter verbessern können. „SafeClouds.eu demonstriert, wie Datenanalyse, modernste IKT und Sicherheitsinformationen genutzt werden können, um ein höheres Verkehrsaufkommen zu bewältigen, die Sicherheit zu steigern und Kosten zu verringern“, sagt Projektkoordinatorin Paula Lopez-Catala. KI zur Vorhersage von Sicherheitsgefahren und Vorstufenanalyse Die Struktur des heutigen Luftfahrtsystems basiert auf einer Reihe isolierter „Datensilos“. Aus rechtlichen, technischen und kommerziellen Gründen ist die Interaktion dieser Silos eingeschränkt – oder gar nicht vorhanden. Das Projekt SafeClouds.eu zielte darauf ab, dies zu ändern und ebnete hierdurch den Weg für einen Paradigmenwechsel, bei dem die Luftfahrt vor allem auf Daten basiert, die aktiv gemeinsam verwendet werden. Für SafeClouds.eu beginnt dieser Wandel mit KI. Laut Lopez-Catala ermöglichen KI-Techniken wie unter anderem Deep Learning und künstliche neuronale Netze die Analyse der Vorstufen von Sicherheitsereignissen. „Das Verständnis der Vorstufen und potenziellen Risiken, die zu einem Sicherheitsereignis führen können, ist entscheidend, um die traditionellen Methoden der Sicherheitsüberwachung, Überprüfung von Unfällen und Vorfällen und Gewinnung gesammelter Erkenntnisse zu vervollständigen“, sagt Lopez-Catala. Da KI potenzielle Sicherheitsgefahren automatisch in Echtzeit vorhersagen kann, ist sie ein wichtiges Tool zur Unterstützung rechtzeitiger Reaktionen. „Die Techniken und Algorithmen sind so zugeschnitten, angepasst und geprüft, dass sie in jedem Sicherheitsszenario effektiv sind, von instabilen Annäherungen bis hin zu Geländewarnungen, Verlusten durch Strömungsablösungen während des Flugs und der Start- und Landebahnsicherheit“, merkt Lopez-Catala an. Einer dieser maßgeschneiderten Algorithmen ist Smart Data Fusion (SDF). Durch die Konsolidierung verschiedener vertraulicher Datenquellen in einzelne Datenrahmen können sich Analysten auf die Analyseentwicklung anstatt auf das Datenengineering fokussieren. „Infolgedessen bietet SDF eine 360-Grad-Sicht auf Sicherheitsszenarien, selbst dann, wenn verschiedene Interessengruppen verschiedene Datenbestandteile besitzen und alle die Vertraulichkeit der Daten wahren möchten“, fügt Lopez-Catala hinzu. DataBeacon: Infrastruktur für KI-Anwendungen in der Luftfahrt Um diese KI-Techniken und Algorithmen in tatsächliche Anwendungen zu verwandeln, entwickelte das SafeClouds.eu-Projekt die hochmoderne Plattform DataBeacon. Interessengruppen und Forscher können die Plattform verwenden, um KI-Anwendungen für die Luftfahrt schnell zu entwickeln und einzusetzen. „Die skalierbare, abrufbereite Rechenplattform kann Datensätze sicher fusionieren und Berechnungen zu privaten Daten durchführen, die von der restlichen Plattform isoliert sind“, erklärt Lopez-Catala. DataBeacon bietet ein breites Anwendungsspektrum, darunter die Datenanalyse, dezentrale Anwendungen und Mehrparteienberechnungen. Es werden zudem drei Rechenebenen verwendet, um die Sicherheit, Skalierbarkeit und Flexibilität für eine Vielzahl von Big Data und KI-Anwendungen in der Luftfahrt zu gewährleisten. „DataBeacon, die ursprünglich eingerichtet wurde, um das Projekt durch die Unterstützung von Datenschutz- und Rechenerfordernissen zu ermöglichen, ist tatsächlich zum wichtigsten Ergebnis geworden“, sagt Lopez-Catala. „Wir meinen, die Plattform hat immenses Potenzial, dass das Team über das SafeClouds.eu-Projekt hinaus erforschen möchte, indem sie Fluglinien, Flughäfen und Flugsicherungsdiensten zur Verfügung gestellt wird.“
Schlüsselbegriffe
SafeClouds.eu, Flugsicherheit, Luftfahrt, Flugsicherungsdienst (ANSP), künstliche Intelligenz, KI, Big Data
