Urban Air Mobility Simulator

12 Dezember 2025

Mit der Möglichkeit, den urbanen Raum zu befliegen, eröffnen sich zahlreiche Transfer- und Transportaufgaben. Durch die räumliche Nähe zu bebauten und bewohnten Flächen können notwendige Sicherheitslandungen im Stadtgebiet jedoch ein potenzielles Risiko für unbeteiligte Dritte darstellen. Eine Kopplung des Luftverkehrsmanagements mit dem Management bodengebundener Stadtverkehre bietet hierbei ein erhebliches Potenzial zur Risikominderung.

Im Rahmen von studentischen Arbeiten soll die an der Professur entwickelte Simulationsumgebung um verschiedene Komponenten und Funktionalitäten erweitert werden. Diese umfassen unter anderem die folgenden Punkte.

  • Aufbereitung von Infrastruktur- und Verkehrsdaten

  • Fluglagedarstellung sowie Unterstützungs­systeme für Navigation und Flugführung

  • Einbindung externer Steuer- und Darstellungsumgebungen (z. B. 200°-Dom)

  • Anbindung der Flugumgebung an das Bodenverkehrsmanagement

  • Entwicklung von Kommunikationsprotokollen

  • Entwicklung eines Autopiloten zur Unterstützung eines gegebenenfalls eingeschränkten Piloten

Aktuelles

Digitaler Zwilling Flughafen Köln-Bonn

Erstellen und Einbinden neuer Komponenten in den entwickelten virtuellen Flughafen

Digitale Flugzeugkabine

Versuchsaufbau und Durchführung von Experimenten in einer digitalen Flugzeugkabine

Auswirkungen von Änderungen der Start- und Landebahnrichtung

Mit einem landebahnorientierten Ansatz für den Flughafen Singapur Changi, der die Flugbahnen von Flugzeugen auf der Grundlage der dynamischen Landebahnkapazität anpasst, kann die Überlastung durch moderate zeitliche Vorverlegungen ohne aggressive taktische Eingriffe um 81 % reduziert werden.

Optimierung von Lieferwegen zur Steigerung der Netzwerkeffizienz

Diese Arbeit stellt eine zweistufige Optimierungsmethode für urbane Drohnenroutennetze vor. Die Methode berücksichtigt zugleich die Effizienz der Zustellung, die Entflechtung des Luftraums und die Lärmbelastung. Die Validierung erfolgt anhand einer realen medizinischen Liefermission in Paris.

Minderung der Luftverkehrskomplexität in mobilen Sektoren

Mobile Sektoren ermöglichen ein flow-orientiertes Management mit erhöhter Luftraumkapazität, da die Arbeitsbelastung der Fluglotsen dynamisch an die Verkehrsbedingungen angepasst wird.

Wahrscheinlichkeitskarten für Entfernungs- und Winkelinformationen zur Innenraumpositionierung

Mit einem ResNet-basierten Deep-Learning-Ansatz für die Positionierung in Flugzeugkabinen lässt sich Zentimetergenauigkeit erreichen, indem Distanz- und Winkelmessungen in Likelihood-Gitterkarten überführt und die Modellhyperparameter optimiert werden.