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Remote Screening über ein Wide Area Network

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Der weltweite Passagierflugverkehr nimmt pro Jahr im Durchschnitt um satte 3,8 % zu.1

Gleichzeitig werden in dieser Branche immer höhere Sicherheitsanforderungen gestellt. Aufgrund dieser Trends müssen sich Flughäfen an neue Vorschriften anpassen und ihre Sicherheitsverfahren und -prozesse zur Abwehr potenzieller Bedrohungen ständig weiterentwickeln.

Dieser Wandel betrifft alle Flughäfen rund um den Globus, unabhängig von ihrer Grösse. Flughäfen an abgelegenen Standorten stehen vor neuen Herausforderungen, darunter schwankender Personalbedarf, steigende Kosten und höheres Sicherheitsniveau. Dabei weisen sie jedoch ein geringeres Passagieraufkommen als grössere Flughäfen auf.

Wenn solche Flughäfen von einer grösseren Gruppe verwaltet werden, kann Remote Screening über ein Wide Area Network helfen, einige dieser Herausforderungen durch Zentralisierung und Verteilung der Kontrollaufgaben zu meistern. In der vorliegenden Fallstudie werden dieses Konzept und seine zahlreichen Vorteile für die betroffenen Flughäfen vorgestellt: Der Einsatz finanzieller, personeller und materieller Ressourcen kann optimiert werden bei gleichzeitiger Gewährleistung oder sogar Steigerung der Sicherheit.

Herausforderungen im Personalbereich

Kleinere, abgelegene Flughäfen haben mit anderen Herausforderungen zu kämpfen als grössere Flughäfen mit höheren, konstanten Passagierzahlen. Ihre Sicherheitskontrollstellen verzeichnen ein geringes Fluggastaufkommen, wobei sich die Spitzenzeiten auf wenige Flüge pro Tag oder pro Woche verteilen. Dadurch wird es schwierig, das richtige Gleichgewicht zwischen Sicherheitspersonal und Betriebskosten zu finden.

Arbeitsverträge sehen häufig vor, dass Kontrolleure für eine Mindeststundenzahl entlohnt werden, unabhängig von den tatsächlich geleisteten Arbeitsstunden. Folglich bezahlen Flughäfen häufig mehr Personal, als sie eigentlich für Fluggastkontrollen benötigen.

So kann es vorkommen, dass Kontrolleure zwischen Flügen unbeschäftigt sind, aber trotzdem entlohnt werden. Vor einer anderen Herausforderung stehen Flughäfen an Touristenorten, die saisonbedingt jedes Jahr in temporäres Personal investieren müssen, was zu hohen Rekrutierungs- und Einarbeitungskosten führt. In vielen Fällen verwalten Betreiber mehrere Flughäfen, von grossen Standorten mit hohem Passagieraufkommen bis hin zu abgelegenen Flughäfen mit geringen Passagierzahlen oder nicht durchgehendem Flugbetrieb. Diese Unternehmen haben ein doppeltes Problem: zum einen mangelnde Ressourcen für die belebten Flughäfen und zum anderen die effiziente Ressourcenverwaltung für ihre breite Palette an Flughäfen. Durch die zentralisierte Auswertung von Röntgenbildern können beide Probleme auf einen Schlag gelöst werden.

Zentralisiertes Screening

Dass die geografische Entfernung abgelegener Flughäfen kein Hindernis für zentralisierte Kontrollen darstellen muss, hat die Remote Screening-Lösung eVelocity bewiesen. Sie ermöglicht das Remote Screening von Handgepäck über ein Wide Area Network (WAN).2

eVelocity bietet eine integrierte Software für Sicherheitskontrollen mit der Möglichkeit zu Remote Screening. Dies wird auch als Centralised Image Processing (zentralisierte Bildverarbeitung) bezeichnet, kurz CIP. Die verteilte Architektur der Software besteht aus drei Hauptkomponenten: Kontrollstelle, Serverraum und Remote Screening-Raum.

Zunächst werden an der Fluggast-Kontrollstelle die Röntgendaten erfasst und in ein Bild für den Kontrolleur umgesetzt. Wenn eine Analysestation zur Verarbeitung eines Bilds verfügbar ist, sendet sie eine Anforderung an den zentralen Server, der diese an eine Kontrollspur mit einem zu analysierenden Bild weiterleitet. Anschliessend werten Kontrolleure das Bild aus und leiten Sicherheitsmassnahmen ein.

Durch dieses Multiplexverfahren entfällt die Eins-zu-eins-Zuordnung zwischen dem Röntgensystem an der Kontrollstelle und dem Bildanalysten. Derzeit befindet sich der Remote Screening-Raum auf dem Flughafengelände, aber durch eine Netzwerkverbindung über WAN kann Remote Screening an einem beliebigen Ort stattfinden.

1 Internationale Luftverkehrsvereinigung (International Air Transport Association – IATA)

2 Ein WAN ist ein geografisch verteiltes privates Netzwerk, das mehrere Local Area Networks (LAN) miteinander verbindet.

WAN-Testprojekt für zentralisierte Bildverarbeitung

2017 wurde in Finnland ein WAN-Konzeptnachweis erbracht, bei dem die Remote Screening-Software eVelocity an den Flughäfen von Helsinki und Oulu eingesetzt wurde, die 600 km voneinander entfernt und durch ein privates Glasfasernetz verbunden sind. Durch dieses Testprojekt sollte Folgendes beurteilt werden: die Softwarefunktionen über ein WAN, mögliche Verzögerungen bei der Datenübertragung im Netzwerk und Folgen für die Netzwerklast, die Auswirkungen auf Sicherheitskontrollen und die potenziellen Vorteile der Lösung.

In diesem Testszenario wurde das Screening der Röntgenbilder aus Oulu auf den Flughafen Helsinki verlagert. Die vom Röntgenscanner in Oulu erfassten Daten wurden über ein privates WAN (Glasfaserverbindung) an einen zentralen Server in Helsinki übermittelt. Dort wurden sie verarbeitet und an Kontrolleure in einem Remote Screening-Raum am zweiten Flughafen gesendet.

Der Test wurde in drei Phasen durchgeführt. In der ersten Phase wurden am Flughafen Oulu eine Kamera, eine lokale Analysestation (Analysis Workstation – AWS) und eine Station für erneute Kontrolle (Recheck Workstation – RWS) installiert, um die nötige Remote Screening-Infrastruktur bereitzustellen. Die Software war bereits am Flughafen Helsinki vorhanden, sodass dort keine Installation erforderlich war.

In dieser Phase wurde eine begrenzte Anzahl an Passagieren im «Stopp-Modus» abgefertigt, d. h., jede Schale wurde am Ende des Röntgenbands angehalten, bis die Bildanalyse abgeschlossen war. Obwohl diese Spurkonfiguration für Fluggastkontrollen nicht optimal ist, liess sich in der ersten Phase nachweisen, dass Remote Screening an einem Flughafen für einen anderen über ein Glasfasernetz ohne Beeinträchtigung der Netzwerklast möglich ist.

Für die zweite Testphase wurde die Kontrollspur nach dem Röntgengerät um einen Bandabschnitt zur Entscheidungsfindung erweitert. So hatten die Kontrolleure im Remote Screening-Raum mehr Zeit zur Bildanalyse, anstatt den Prozess für jede Schale anzuhalten.

In der dritten und letzten Testphase wurden einige Änderungen vorgenommen, um die erneute Kontrolle und das Fluggasterlebnis zu verbessern. Der RWS-Bildschirm wurde vom Röntgengerät in die Nähe des Entscheidungsbands verlagert, um die erneute Kontrolle verdächtiger Gepäckstücke zu erleichtern.

Sowohl die zweite als auch die dritte Phase bestätigten jedoch, dass für effizienteres Remote Screening ein Förderband mit Abstandsfunktion zur Kontrollspur hinzugefügt werden sollte. Ausserdem liesse sich der Kontrollstellendurchsatz durch ein automatisiertes Schalenrückleitsystem erheblich steigern.

An den zwei Spitzentagen der dritten Phase wurden 1.666 Schalen kontrolliert. Dies entspricht den üblichen Passagierzahlen am Flughafen Oulu, sodass die Leistung an einem durchschnittlichen Tag gut beurteilt werden konnte.

Auswirkung auf die Netzwerklast

Ein Glasfasernetz, das mehrere Flughäfen verbindet, wird häufig für verschiedene Zwecke gleichzeitig verwendet. Daher muss sichergestellt werden, dass sich die Nutzung des Netzwerks für Remote Screening nicht negativ auf seine Geschwindigkeit und Effizienz auswirkt. Wie Abbildung 2 veranschaulicht, wurde während des WAN-Tests in KW 20 bis 23 (mit der höchsten Testintensität am Ende von KW 22) keine spürbare Beeinträchtigung der Netzwerklast von Finavia verzeichnet.

Abbildung 2: Netzwerklast am Flughafen Oulu in KW 20 bis 23.

Im Vergleich zur Netzwerklast unmittelbar vor und nach dem Testprojekt traten keine Spitzenauslastungen des Netzwerks aufgrund der Tests auf. Dies ist der niedrigen Bandbreite zu verdanken, die zur Übertragung der Röntgenbilder von einem Flughafen zum anderen ausreicht. Weil jedes Bild separat und punktuell gesendet wird, kann davon ausgegangen werden, dass die verfügbare Netzbandbreite durch das Hinzufügen weiterer Kontrollspuren nicht überschritten würde.

Verzögerung bei der Datenübertragung

Das Testprojekt sollte mögliche Auswirkungen auf die Netzwerklatenz aufzeigen. Das Szenario in Finnland bewies, dass beim Remote Screening über ein WAN mit 600 km Entfernung keine spürbare Verzögerung im Vergleich zu normalem Remote Screening auftritt.

Verglichen mit traditionellem Remote Screening dauerte die Datenübertragung zwischen RWS und AWS über den Server maximal rund 300 Millisekunden länger als derselbe Prozess im klassischen Szenario.

In der Gegenrichtung dauerte die Übertragung der Analyseergebnisse zwischen AWS und RWS ungefähr 10 Millisekunden länger. Angesichts des geringen Bandbreitenbedarfs für die Datenübertragung sind diese vielversprechenden Ergebnisse auch in einem Szenario mit mehreren Flughäfen und Kontrollspuren zu erwarten.

Auswirkungen auf den Kontrollbetrieb

Ein weiteres Ziel des Testprojekts bestand darin, den derzeitigen Durchsatz der Kontrollspuren mit weniger Personal zu realisieren. Dieses Ziel wurde erreicht, weil während des Tests eine ähnliche Kontrollgeschwindigkeit und damit der gewohnte tägliche Durchsatz am Flughafen Oulu verzeichnet wurde.

Mit einer durchschnittlichen Analysezeit von acht Sekunden pro Schale stand das Förderband dank des Entscheidungsabschnitts fast nie still.

Vorteile von Screening über ein WAN

– Niedrigere Betriebskosten

– Höhere Effizienz

– Bessere Sicherheit

– Systemzuverlässigkeit

Dieses positive Ergebnis lässt, in Kombination mit Praxiserfahrungen anderer Kunden, darauf schliessen, dass die Kostenvorteile von Remote Screening mit dem Hinzufügen weiterer Kontrollspuren zum Netzwerk exponentiell steigen würden. Automatisierte Kontrollspuren statt traditionellen Förderbändern würden zudem einen deutlich höheren Durchsatz ermöglichen.

Senkung der Betriebskosten

Der wichtigste Vorteil für Betreiber einer Gruppe von Flughäfen besteht darin, dass Gepäck an einem Ort durch Personal an einem geografisch entfernten zweiten Ort kontrolliert werden kann. So können Flughäfen ihre Ressourcen optimal auslasten. Abbildung 4 zeigt den Spitzendurchsatz auf fünf verschiedenen Flughäfen desselben Betreibers.

Abbildung 4: Spitzenzeiten verschiedener Flughäfen.

Durch zentralisiertes Screening kann der Flughafenbetreiber die Abweichung der Spitzenzeiten nutzen, indem er Kontrollressourcen laufend umverteilt. Abbildung 5 zeigt, wie viele Analysestationen pro Stunde für die Bildanalysen benötigt werden, vor und nach der Zentralisierung des Screenings über ein privates Glasfasernetz.

Abbildung 5: Vergleich der Arbeitsstunden.

In diesem Szenario kämen die fünf Flughäfen mit lokalem Kontrollpersonal auf rund 265 Analystenstunden pro Tag. Mit Remote Screening über ein WAN wären für dieselben Aufgaben nur 244 Remote-Analystenstunden erforderlich. Dies bedeutet eine Einsparung von 21 Analystenstunden pro Tag oder circa 7.665 Stunden pro Jahr. Dadurch kann der Flughafenbetreiber seine Betriebskosten erheblich senken.

Höhere Personaleffizienz

Diese betriebliche Flexibilität gewährleistet auch, dass Kontrolleure nie unbeschäftigt sind und somit einen wesentlich höheren Durchsatz aufweisen.

Abbildung 6 zeigt anhand echter Statistiken, wie Remote Screening die Durchsatzkapazität eines Mitarbeiters verdoppelt oder sogar verdreifacht, wenn eine kontinuierliche Kontrollspur wie im WAN-Testprojekt (mit einem «Abstandsband») verwendet wird.

Höhere Sicherheit

Frühere Fälle, in denen Remote Screening für Kontrollstellen mit sowohl hohem als auch niedrigem Durchsatz eingesetzt wurde, bewiesen bereits, dass die Software in mehrfacher Hinsicht zur Flughafensicherheit beiträgt. Erstens schaltet sie die Gefahr durch Insider aus, weil der Kontrolleur nicht vor Ort an der Spur arbeitet. Da die Röntgenbilder zentral gesammelt und an den ersten verfügbaren Kontrolleur geleitet werden, ist das Risiko von Absprachen und Bestechung nahezu null.

Ausserdem bietet der Remote Screening-Raum den Kontrolleuren eine ruhige, abgeschottete Umgebung ohne Ablenkungen. Eine aktuelle Studie belegt, wie sich die Leistung der Kontrolleure durch bessere Arbeitsbedingungen steigern lässt (siehe Abbildung 7).

Abbildung 6: Kontrollierte Schalen pro Stunde und Mitarbeiter, mit und ohne CIP.

Abbildung 7: Verbesserte Bedrohungserkennung mit Remote Screening.

Systemzuverlässigkeit

eVelocity basiert auf einer verteilten Architektur, d. h., der Remote Screening-Server (in diesem Fall in Helsinki) dient nicht zum Speichern der Röntgenbilder, sondern als Gateway zwischen Kontrollspur und AWS. Dies bedeutet, dass die AWS bei einem Serverausfall trotzdem eine Verbindung zu den Kontrollspuren herstellen und Bilder verarbeiten kann. Selbst bei einem Ausfall des WAN-Netzwerks ist die lokale Analysestation noch betriebsbereit, weil ein dedizierter Computer der Kontrollspur für Redundanz sorgt.

Zusammenfassung

Flughäfen weltweit müssen ihre betriebliche Effizienz erhöhen, weil sie angesichts steigender Passagierzahlen und ständig neuer Vorschriften zunehmend unter Druck geraten. Mit innovativen Technologien wie Remote Screening über ein Wide Area Network und automatisierten Kontrollspuren können Betreiber von Flughafengruppen nicht nur erhebliche Kosteneinsparungen, höhere Durchsätze und bessere Sicherheit erzielen, sondern ihre Kontrollstellen auch zukunftssicher gestalten.

Diese erste Studie hat folgendes Verbesserungspotenzial aufgezeigt:

– Senkung der Betriebskosten – (8 % weniger Arbeitsstunden für Bildanalyse)

– Höherer Durchsatz – (bis zu 2 oder 3 Mal mehr Durchsatzkapazität des Personals mit CIP)

– Bessere Sicherheit – leichtere Bedrohungserkennung, weniger Insider-Gefahr, bessere Unterscheidung zwischen sicher/gefährlich

– Zufriedenere Fluggäste (höherer Durchsatz, weniger Wartezeit)

Dieses erste Testprojekt hat bewiesen, dass sich die genannten Vorteile mit CIP über WAN bei minimaler Auswirkung auf den Flughafen und sein Betriebskonzept erzielen lassen. Daher sollten Flughäfen und Betreiber mit mehreren Flughafenstandorten diese Lösung in Betracht ziehen.

Über Vanderlande APC Solutions

Investitionen in automatisierte Sicherheitskontrolllösungen für Passagiere und Handgepäck auf Flughäfen werden von mehreren Faktoren motiviert. Dazu zählen das weltweit zunehmende Fluggastaufkommen und die Notwendigkeit, mehr Flüge mit kürzeren Anschlusszeiten zu ermöglichen. Ausserdem muss die Fluggasterfahrung optimiert werden.

Vanderlande entwirft Lösungen, die einen reibungslosen Transit von Reisenden und ihrem Gepäck sowie eine bessere Fluggasterfahrung fördern. Das umfangreiche Portfolio des Unternehmens mit integrierten Lösungen ermöglicht die schnelle, zuverlässige und effiziente Logistikprozessautomatisierung an Flughäfen. Dank der Erfahrung aus über 600 Flughafenimplementierungen hat sich Vanderlande in den letzten sechs Jahrzehnten einen weltweiten Ruf als hoch zuverlässiger Partner erworben.

Mit fortschrittlichen Lösungen für Fluggast-Kontrollstellen und hoch qualifizierten Expertenteams leistet Vanderlande als echter Flughafenpartner durchgehende Unterstützung bei der Implementierung und Integration einer optimalen, massgeschneiderten Kontrollstellenlösung, die genau den individuellen Anforderungen eines Flughafens entspricht.


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