Zusammen mit ehemaligen Studierenden, unter anderem dem VAWi-Absolventen Dirk Zinkhan, hat PD Dr. Christina Klüver, die als Dozentin im Rahmen von VAWi die Module Artificial Intelligence und Artificial Life und Software- und Qualitätsmanagement anbietet, beim Fly AI Forum 2024 von EUROCONTROL, einer europäischen Organisation zur Unterstützung der europäischen Luftfahrt, die Ergebnisse ihrer Forschung zum Einsatz künstlicher Intelligenz zur Wettervorhersage in der Luftfahrt präsentiert.
Die Wetterbedingungen spielen eine wichtige Rolle für die Zuverlässigkeit des Luftverkehrs. Insbesondere die zuverlässige Vorhersage signifikanter Veränderungen, die betriebliche Schwellenwerte erreichen oder überschreiten, hat einen entscheidenden Einfluss auf die Effizienz von Flugsicherungsentscheidungen. Die Verfügbarkeit von numerischen Ensemble-Vorhersagesystemen wie ICON-D2 EPS des Deutschen Wetterdienstes bietet eine qualitativ hochwertige Datengrundlage. Die große Menge an Daten stellt jedoch eine Herausforderung für die Datenanalyse dar.
In Rahmen eines durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderten Forschungsprojekts der Universität Duisburg-Essen, der mittelständischen REBASK GmbH und des Deutschen Wetterdienstes, wurde unter Leitung von Frau Dr. Klüver das auf selbstverstärkenden Netzen (SEN) beruhende KI-System SEN4Airports zur Interpretation der ICON-D2-EPS-Prognosen entwickelt, das in der Lage ist, den Betriebszustand eines internationalen Flughafens zu bestimmen.
Die Verwendung von selbstverstärkenden Netzen ermöglicht eine flexible Anpassung der Ergebnisdarstellung, von einer einfachen ja/nein-Darstellung für jeden einzelnen Zeitschritt während des Vorhersagezeitraums bis hin zur Ausgabe einer Vielzahl von Einzelinformationen, die zum Endergebnis beitragen. Dies ermöglicht die Anbindung von erklärbaren KI-Methoden an das entwickelte System und die Nachvollziehbarkeit, welche Faktoren zu welchen Ergebnissen geführt haben. Die Ergebnisse des KI-Systems könnten lokale Flugverkehrskontrollentscheidungen unterstützen und auch Input für andere Systeme liefern, die den Luftverkehrsfluss und das Kapazitätsmanagement unterstützen.
Das System SEN4Airports wird derzeit beim Deutschen Wetterdienst im Echtzeitmodus betrieben, um die Betriebsrichtung für den Frankfurter Flughafen zu bestimmen. Für jeden ICON-D2-EPS-Modelllauf (alle 3 Stunden) wird eine Prognose über einen Zeitraum von 36 Stunden berechnet. Der laufende Betrieb dient der Evaluierung des implementierten Systems.
Der die Ergebnisse des Forschungsprojekts vorstellende Vortrag von VAWi-Absolvent Dirk Zinkhan auf dem Fly AI Forum 2024 mit dem Titel „AI-based decision support tool to predict changes in the direction of runway operation at German airports based on numerical ensemble weather forecasts“ kann unter folgendem Link aufgerufen werden (ab 6:29:00): https://www.eurocontrol.int/event/fly-ai-forum-2024