Digitaler Zwilling Flughafen Köln-Bonn

12 Dezember 2025

Ein digitaler Flughafenzwilling ist mehr als nur eine aktualisierte, digitale Darstellung des realen Flughafens. Er ist eine virtuelle Umgebung, in der alle wesentlichen Aspekte abgebildet, operative Abläufe modelliert und simuliert werden. Der entscheidende Punkt ist jetzt, dass diese virtuelle Umgebung ständig mit realen Daten aktualisiert und damit alle internen Systemzustände synchronisiert werden. Geplante Abläufe können so auf neuesten Daten prognostiziert werden, wobei fehlende Daten im Modell durch virtuelle Daten ersetzt und durch daten-gestützte Analysen ergänzt werden.

Schwerpunkte von studentischen Arbeiten sind die Aufbereitung und Ergänzung von Infrastrukturdaten, die Umsetzung von Simulationskomponenten (bspw. Turnaround, Vorfeldbewegungen) oder auch das Entwickeln von Visualisierungskomponenten. Je nach Fähigkeiten und Interessenslagen können auch weitere Aspekte in studentischen Arbeiten umgesetzt werden.

  • Daten und Integration
    • Anbindung und Integration weiterer Echtzeit-Datenquellen (z. B. Wetter, ADS-B, IoT-Sensorik, Ground-Handling-Systeme)
    • Datenharmonisierung und -qualitätssicherung heterogener Datenquellen
    • Entwicklung von Schnittstellen (APIs) zwischen bestehenden Flughafen-IT-Systemen und dem digitalen Zwilling
    • Umgang mit fehlenden, unsicheren oder verzögerten Daten (Imputation, Unsicherheitsmodelle)

 

  • Simulation & Modellierung
    • Modellierung zusätzlicher operativer Prozesse (z. B. Enteisung, Crew-Wechsel, Gepäcklogistik, Betankung)
    • Multi-Agenten-Simulation für Fahrzeuge, Personal und Luftfahrzeuge
    • Abbildung von Störungen und Ausnahmefällen (Verspätungen, Geräteausfälle, Wetterereignisse)
    • Skalierung der Simulation für unterschiedliche Flughafengrößen oder Verkehrsszenarien

 

  • Prognose & Optimierung
    • Entwicklung von Prognosemodellen für Durchlaufzeiten, Verspätungen oder Ressourcenbedarfe
    • Einsatz von Machine-Learning-Verfahren zur Mustererkennung in Betriebsdaten
    • Optimierung von Turnaround-Zeiten, Gate-Zuordnungen oder Vorfeldrouten
    • Szenarienanalyse und What-if-Simulationen für operative Entscheidungen

 

  • Visualisierung & Interaktion
    • Entwicklung interaktiver 2D/3D-Visualisierungen (Dashboards, Heatmaps, Zeitachsen)
    • Erweiterung der 3D-Darstellung um semantische Ebenen (Status, Auslastung, Risiken)
    • VR/MR-basierte Visualisierung und Interaktion mit dem digitalen Zwilling
    • Entwicklung nutzerrollenbasierter Sichten (Operations, Management, Training)

 

  • Mensch–System-Interaktion
    • Gestaltung und Evaluation von Bedien- und Entscheidungshilfen
    • Integration von Human-in-the-Loop-Ansätzen
    • Untersuchung von Situational Awareness und kognitiver Belastung
    • Entwicklung von Trainings- und Schulungsszenarien

 

  • Validierung & Bewertung
    • Validierung der Simulationsmodelle mit Realbetriebsdaten
    • Entwicklung von KPIs zur Bewertung von Prozessqualität und Robustheit
    • Vergleich realer und simulierter Abläufe
    • Sensitivitäts- und Robustheitsanalysen

 

  • IT-Architektur & Betrieb
    • Entwurf skalierbarer Software-Architekturen für digitale Zwillinge
    • Performance-Optimierung (Echtzeitfähigkeit, Parallelisierung)
    • Versions- und Szenariomanagement
    • Aspekte von IT-Sicherheit, Datenschutz und Zugriffskontrolle

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