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Urbane/regionale Mobilität

Die Anforderungen an die Mobilität der Zukunft wird zu einer stärkeren Vernetzung der Verkehrsträger führen müssen. Aktuelle Transportkonzepte fokussieren stark auf das Vehikel, den Verkehrsträger, aber gerade im urbanen Gebiet bewegt sich der Mensch zunehmend 'fluid' durch den Raum. Die digitale Vernetzung erlaubt eine instantane Umplanung von Routen und der Passagier hat zu jedem Zeitpunkt die Wahl alternative Routen und/oder andere Verkehrsträger zu nutzen. Diese Möglichkeiten werden einen nachhaltigen Effekt auf die Auslegung und den Betrieb von Transportplattformen haben. Mit dem Blick auf den Luftverkehr stellen Betriebskonzepte für das elektrische Fliegen, die automatisierte/ autonome Steuerung und Kontrolle fliegender Plattformen und die effiziente Anbindung an andere Verkehrsträger die entscheidenden Herausforderungen dar.

 

Das Forschungsfeld kann prinzipiell in zwei Bereiche aufgeteilt werden: Verkehrsmanagement und Integration verschiedener Technologien und notwendige Infrastruktur (Vertiports) und Lage/ Anknüpfung an bodengebundene Verkehrskonzepte. Für das Verkehrsmanagement können Konzepte der effizienten Flugführung (bspw. dynamische Sektoren) auf den urbanen Raum skaliert werden.  Die Entwicklung von Zugangsstrukturen (Vertiports) erfordert die Berücksichtigung neuer rechtlicher und betrieblicher Rahmenbedingungen sowie eine Verteilung dieser Zugangspunkte auf der Grundlage potenzieller Nachfragen (Ressourcenlogistik).

Verkehrsmanagement und Integration

Themen

Das Verkehrsmanagement im urbanen Raum wird durch die aktuellen Entwicklungen um eine weitere Dimension erweitert. Die Einbindung von fliegenden Verkehren ermöglicht und erfordert ein völlig neues Management der Mobilität. Neben der effizienten Einbindung der Zugangspunkte (Vertiports) sind die individuelle Flugführung und das urbane Luftraummanagement herausfordernde Forschungsaspekte. Im Rahmen der holistischen Betrachtung der urbanen Mobilität stehen vor allem Aspekte von standardisierten An-/ Abflugverfahren und der sichere Umgang mit Luftnotlagen in Verbindung mit dem Management bodengebundener Verkehre im Fokus.

 

Technologien

  • Umsetzung eines virtuellen Stadtmodells in einer Simulationsumgebung und Integration von Steuerungskonzepten für Boden- und Luftverkehre
  • Kombination virtueller und realer Flugereignisse in einer mixed-reality Umgebung
  • Reallabor für Feldtests und Demonstratoren mit Einbindung virtualisierter Komponenten

 

Veröffentlichungen (Auszug)

Air taxi flight performance modeling and application
R Brühl, H Fricke, M Schultz (2021). USA/Europe Air Traffic Management Research and Development Seminar

Urban airspace structure considering dynamic traffic demands
M Schultz, S Kern (2018). Air Transport Research Society World Conference

Infrastruktur und Lage

Themen

Während Flughäfen zumeist eine von der Stadt separierte Infrastruktur aufweisen, liegt die Idee von Vertiports (für senkrecht startende/ landende Plattformen) darin, diese in das Stadtgebiet zu integrieren. Es wird davon ausgegangen, dass je nach Stadtgröße zwischen 30 und 90 Zugangspunkte in der Stadt benötigt werden. Die jeweilige Lage sollte an der zu erwartende Nachfrage ausgerichtet sein und einen reibungslosen Wechsel zwischen den verschiedenen Verkehrsträgern ermöglichen. Dabei müssen Vertiports den Anforderungen der Luftsicherheit (Security) genügen und notwendige Zutrittskontrollen geeignet umsetzen. Ebenso ist die Infrastruktur so auszugestalten, dass An-/ Abflüge sicher durchgeführt und negative Auswirkungen auf die Bevölkerung minimiert werden. Gerade vor dem Hintergrund, dass der urban fliegende Verkehr in seiner Transportkapazität weit hinter der Kapazität des öffentlichen Personennahverkehr liegen wird, bleibt zu prüfen, inwieweit die geplanten Anwendungsfälle (Not-/ Warentransporte, Intra-/Intercity Verkehre, Flughafenzubringer) ein flächendeckendes Angebot für einen eingeschränkten Nutzerkreis rechtfertigen.

 

Technologien

  • Optimierung von Zugangspunkten und Betrieb von Netzwerken unter Berücksichtigung wechselnder Nachfragen im Tagesverlauf

 

Veröffentlichungen (Auszug)

Future Demand and Optimum Distribution of Droneports
Y Zeng, KH Low, M Schultz, and VN Duong (2020). IEEE 23rd International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC)

Droneport Placement Optimization and Capacity Prediction
Y Zeng, LK Huat, VN Duong, M Schultz (2020). International Conference on Research in Air Transportation (ICRAT)