Belagszustandserhebungen für staatliche und regionale Flughäfen

Wer damit zu tun hat

Ein Betreiber mehrerer Flughäfen verwaltet ein Netz, nicht einen Belag. Ein Ministerium, eine Landesbehörde oder eine Gesellschaft staatlicher Flughäfen besitzt an einem Flughafen eine Start- und Landebahn und am nächsten ein Vorfeld, jedes mit eigenem Alter, eigenem Verkehr und eigener Reparaturgeschichte. Ein einziger Investitionsplan deckt sie alle ab. Die Frage ist, welche Abschnitte zuerst drankommen, und die Antwort muss vor einem Rechnungsprüfer und einem Haushaltsausschuss bestehen.

Drei Dinge stehen dabei im Weg.

• Der Zustand wird aus begangenen Sichtprüfungen ermittelt. Zwei Prüfer bewerten denselben Riss unterschiedlich, und ein Prüfer bewertet ihn zwei Jahre später anders.
• Jeder Flughafen wurde in einem anderen Jahr, von einem anderen Auftragnehmer und nach einem anderen Maßstab erfasst.
• Eine begangene Erhebung bewertet die Einheiten, die eine Person erreicht, und den Rest muss man ableiten.

Die Belagszustandsbewertung ist die Dienstleistung hinter dieser Seite. Sie befindet sich in Entwicklung und wird als Early Access angeboten. Diese Seite beschreibt, was sie für einen öffentlichen Betreiber leistet und wo sie endet.

Was die Vorschriften verlangen und was sie offenlassen

Regulation (EU) 139/2014 legt die Anforderungen für zertifizierte Flugplätze in der EU fest. ADR.OPS.C.010 betrifft Beläge, sonstige Bodenflächen und Entwässerung. Dort wird verlangt, dass die Oberflächen der Bewegungsfläche im Rahmen eines Instandhaltungsprogramms geprüft und in einem Zustand gehalten werden, der sicheren Betrieb unterstützt. ICAO Annex 14 Band I, Kapitel 10, sagt dasselbe zur Flugplatzinstandhaltung, und ICAO Doc 9137, Teil 9, liefert die dazugehörige Anleitung.

Keine EU-Vorschrift nennt einen Belagszustandsindex (Pavement Condition Index, PCI). Der Eigentümer entscheidet, wie das Instandhaltungsprogramm nachgewiesen wird, und die meisten füllen diese Lücke mit einer begangenen Prüfung, die der Prüfer in eigenen Worten festhält.

Ein PCI füllt sie mit einer Zahl. Er bewertet eine Stichprobeneinheit von 0 bis 100 anhand der darauf gefundenen Schäden, und ein Abschnitt ist das flächengewichtete Ergebnis seiner Einheiten. Die Zahl erfüllt keine Vorschrift, weil keine eine verlangt. Sie gibt dem Programm ein Maß, auf das sich eine Entscheidung stützen kann. Der PCI-Erklärer zeigt, wie die Zahl gebildet wird.

Belege für das Budget, die sich über Flughäfen vergleichen lassen

Ein Investitionsplan braucht eine Zahl, die am ersten und am letzten Flughafen dasselbe bedeutet. Eine begangene Prüfung kann das nicht zusichern. Die Bewertung hängt davon ab, wer geht und an welchem Tag, sodass ein Vergleich zwischen zwei Flughäfen ebenso zwei Prüfer vergleicht wie zwei Beläge.

Die Drohnenerhebung nimmt den Prüfer aus der Bewertung heraus. Die Software findet jeden Schaden, misst seine Länge in Metern und seine Breite in Millimetern und bewertet ihn nach den Definitionen von D5340. Dieselbe Regel läuft auf jedem Belag, sodass eine Änderung der Zahl eine Änderung des Belags ist und nicht der Person.

Ein Abschnitt der Start- und Landebahn am Flughafen Žilina (LZZI), Slowakei. Sieben Stichprobeneinheiten sind nach PCI eingefärbt, der Abschnitts-PCI beträgt 68,5, und jeder Riss ist dort eingezeichnet, wo er liegt.

Diese Karte ist der Beleg für das Budget. Ein Planer sieht, welche Einheiten am schlechtesten sind, und ein Prüfer sieht, dass die Zahl aus den eingezeichneten Rissen stammt.

Eine ehrliche Grenze gehört hierher. Der Bericht listet jede Schadensart auf, die er nicht bewertet, und eine nicht bewertete Art verzerrt den PCI nach oben. Die Regel ist an jedem Flughafen dieselbe, sodass die Rangfolge konsistent bleibt, aber der absolute Wert ist eine obere Grenze, wo nicht bewertete Schäden vorhanden sind.

Ein neutrales Verfahren, kein Index eines Anbieters

ASTM D5340 ist ein veröffentlichter Standard. Die FAA wendet ihn auf Flugplatzbeläge an, und das US-Verteidigungsministerium setzt ihn über UFM 3-260-16 um, dessen Schadenskatalog daran ausgerichtet ist. TarmacView folgt den Definitionen von D5340, und sein Katalog ist aus UFM 3-260-16 übertragen. Der PCI der Rechenbeispiele in UFM 3-260-16 wird auf etwa 1 Punkt genau reproduziert.

Für einen öffentlichen Betreiber gehört die Zahl Ihnen. Jeder Berater, der das Verfahren ASTM D5340 kennt, kann ein Einheitenblatt lesen, die Abzüge prüfen und das Ergebnis anfechten. Eine spätere Ausschreibung kann dasselbe Verfahren von einem anderen Anbieter verlangen, und alte und neue Erhebungen bleiben vergleichbar. Ein Anbieterindex macht die nächste Ausschreibung dagegen zu einer Verhandlung mit dem letzten Gewinner.

Dieselbe Bewertung, wer auch fliegt

Ein Programm, das mehrere Flughäfen und Jahre umfasst, hat mehrere Betreiber und mehrere Ausschreibungsrunden. Die Bewertung hängt von keinem davon ab. Der Missionsplaner ist drohnenunabhängig, mit Export für DJI, MAVLink und UgCS, sodass die Ausschreibung Flüge verlangt und nicht eine Luftfahrzeugmarke. Die Software bewertet die Bilder auf dieselbe Weise, sodass die Zahl aus der ersten Runde und die aus der fünften nach derselben Regel entstehen.

Wind-, Temperatur- und Regenbegrenzungen legt der Hersteller des Luftfahrzeugs fest. Eine Erhebung fliegt bei Tageslicht, am besten über einem trockenen Belag. Jeder Asphalt- oder Betonbelag, der nicht von Schnee, Sand oder Wasser bedeckt ist, kann erhoben werden, auf einem Flughafen, den der Betreiber kennt, oder auf einem, den er noch nie gesehen hat.

Die Start- und Landebahn ist wieder frei, wenn die Drohne landet

Das Luftfahrzeug startet vom Seitenstreifen. Nichts berührt den Belag, und kein Prüfer geht über die Oberfläche. Die Belegung der Bahn entspricht der Flugzeit selbst, sodass die Bahn wieder frei ist, sobald die Drohne landet. Ein Luftfahrzeug erfasst 1 km einer 45 m breiten Start- und Landebahn in etwa 4 min für Risse ab 10 mm, 13 min für Risse ab 5 mm und 45 min für die vollständige Erfassung mit 1 mm pro Pixel und Rissen ab 2 mm. Mehr Luftfahrzeuge verkürzen diese Zeiten. Die Software arbeitet nach dem Flug mit den gespeicherten Bildern, abseits der Bahn, und ein Bericht mit 5 mm für 1 km liegt etwa 20 min später vor.

Die Daten bleiben beim Betreiber

Die Verarbeitung läuft auf einem MacBook oder einem PC mit Grafikkarte auf der eigenen Hardware des Betreibers, ohne Cloud-Dienst im Verarbeitungsweg. Das Bildmaterial bleibt beim Betreiber, sofern er es nicht selbst weitergibt.

Die Ausgabe besteht aus drei offenen Formaten. Ein GeoJSON-Inventar enthält jeden Schaden mit seiner Kartenposition, Länge und Breite sowie den PCI je Stichprobeneinheit und je Abschnitt. Ein PDF-Zustandsblatt je Einheit zeigt die Abzugsberechnung, sodass ein Leser die Rechnung nachvollziehen kann. CSV-Tabellen übernehmen die Zahlen in die eigenen Werkzeuge des Betreibers. Alle drei öffnen sich in gängiger Software, sodass der Bestand in ein anderes System oder zu einem anderen Anbieter wechseln kann, ohne einen Exportschritt, der an uns gebunden wäre. Der Offline-Ablauf beschreibt einen Flugplatz ganz ohne Netzwerk.

Die Analystenprüfung hält die Zahl ehrlich

Der erste Durchlauf ist automatisch, und der Bericht wartet nie auf die Prüfung. Bei der Prüfung sieht der Analyst jede Erkennung neben den Rissen, die ihr ähneln. Ein versiegelter Riss, eine Fuge, Bewuchs, Farbe oder ein Fleck wird mit einem Speichervorgang markiert, und der PCI der Einheit ändert sich sofort. Das Markieren eines versiegelten Risses kann in demselben Speichervorgang 24 ähnliche entfernen. Jedes Urteil wird als gekennzeichnetes Beispiel für das Nachtrainieren gespeichert.

Von der Reparatur nach dem Versagen zur geplanten Reparatur

Eine Erhebung ist eine Momentaufnahme. Zwei Erhebungen ergeben einen Trend. Jeder Schaden behält seine Kartenposition, seine Länge in Metern und seine Breite in Millimetern, sodass eine wiederholte Erhebung desselben Belags zeigt, wie jeder Riss gewachsen ist. Beton passt sich seinem Plattenraster an, sodass eine Platte ihre Identität zwischen den Erhebungen behält.

Das bringt einen Instandhaltungsplan von der Reparatur nach dem Versagen zur geplanten Reparatur. Ein Riss, der sich in einem Jahr um einige Millimeter geöffnet hat, verläuft auf einer anderen Kurve als einer, der sich nicht bewegt hat, und ein Programm, das das Wachstum sieht, kann nach Plan abdichten. Eine Wachstumsprognose ist in Entwicklung. Heute vorhanden ist das gemessene Wachstum zwischen zwei Erhebungen.

Wie eine Netzerhebung abläuft

Der erste Schritt legt die Abschnittskarte fest, die jede spätere Erhebung wiederverwendet, daher lohnt es sich, ihn richtig zu machen.

Grenzen, die sich nicht verschieben

• Tageslicht und möglichst ein trockener Belag. Schnee, Sand und stehendes Wasser verdecken die Risse.
• Wind-, Temperatur- und Regenbegrenzungen legt der Hersteller des Luftfahrzeugs fest.
• Dichtmasse- und Farbkanten werden als Risse gelesen. Ein Analyst entfernt sie bei der Prüfung, in wenigen Minuten.
• Nichts unterhalb der Oberfläche. Die Erhebung misst weder die Tragfähigkeit noch die Griffigkeit.
• Risse und Abplatzungen werden heute automatisch bewertet. Ein Klassifikator kennzeichnet die übrigen Schadensarten nach D5340, und der Bericht listet jede Art auf, die er nicht bewertet.

Wohin es sich entwickelt

Die Richtung, ohne Termine. Jede Schadensart wird automatisch mit Schweregrad bewertet, Fremdkörper werden im selben Durchlauf markiert, die Ergebnisse fließen in PAVER und GIS, es gibt Prognosen des Risswachstums, Rissetiefen aus schrägen Fotos und Drohnen-Docks am Standort. Nichts davon ist gebaut, und die oben beschriebene Erhebung hängt nicht davon ab.

Einwände, die man ernst nehmen sollte

“Keine Vorschrift verlangt einen PCI, warum also einen einführen?” Keine verlangt es. Die Vorschriften verlangen ein Instandhaltungsprogramm, und ein PCI gibt ihm eine Zahl, die Prüfer und ein Investitionsplan nutzen können.

“Unsere Prüfer kennen den Belag besser als eine Software.” Das tun sie, und sie bleiben im Prozess, denn die Analystenprüfung gehört ihnen. Die Software wendet dieselbe Regel auf jede Einheit an und erfasst die gesamte Oberfläche.

“Wir werden an eine Drohne oder einen Anbieter gebunden.” Der Missionsexport deckt DJI, MAVLink und UgCS ab, die Ausgabe ist GeoJSON, PDF und CSV, und das Verfahren ist veröffentlicht.

Um es an Ihren eigenen Abschnitten zu prüfen, kontaktieren Sie TarmacView wegen des Early Access.

Verwandte Aufgaben

Geht es um die Dienstleistung selbst, beschreibt die Seite Belagszustandsbewertung sie, solange sie in Entwicklung ist. Werden Ihre Flugplätze nach einem NATO- oder nationalen Militärverfahren bewertet, behandelt die Seite Zustand der Flugplatzbefestigungen der NATO und verbündeter Staaten per Drohne diesen Blickwinkel. Ist der Betreiber eine militärische Anlage der USA, deckt die Seite US-Militär-Flugplatzbelag: PCI-Erhebungen per Drohne die Regeln D5340 und UFM 3-260-16 ab. Für die leichtere, wiederkehrende Prüfung ist der Startbahnbelags-Check zwischen den Hauptuntersuchungen der kürzere Dienst.