ERMES – Überwachung von Verkehrswegen mit Frühwarnsystem

Hangstabilität und Bodensenkungen entlang von Straßen und Eisenbahngleisen werden derzeit mit Neigungsmessgeräten und durch Landvermessung überwacht. Diese Maßnahmen sind mit beträchtlichen logistischen Herausforderungen und Kosten verbunden. Die Firma THEIA hat das Frühwarnsystem ERMES (Extensive Road Monitoring Early-warning System) entwickelt, um die flächendeckende Überwachung von Verkehrswegen mittels Satellitendaten zu verbessern. Das System nutzt verschiedene Fernerkundungsmethoden zur Überwachung der Hangstabilität und von Bodenveränderungen entlang von Straßen- und Bahnnetzen. Mittels hochfrequenter Fernerkundungsdaten kann ERMES die Geschwindigkeit einer Deformation bestimmen und ein Frühwarnsystem zur Überwachung von Infrastrukturen einrichten. Dadurch können effiziente, vorbeugende Wartungsstrategien umgesetzt werden und Maßnahmen zur Risikominimierung optimiert werden.

Vorteile

Ermöglicht regelmäßige Überwachung großer Infrastrukturen mittels Satellitendaten
Optimierung der Instandhaltungskosten und Wartungsmaßnahmen für Straßen- und Bahninfrastrukturen
Verminderung kritischer Ausfälle und Erhöhung der Sicherheit

THEIA
Coimbra, Portugal
Ricardo Cabral
ricardo@theia.pt
theia.pt

7. Oktober 202019. November 2020

PANTOhealth – Echtzeit Infrastrukturüberwachung und Instandhaltung 4.0

Insgesamt 3,7 Millionen Minuten, oder 2.570 Tage betrugen die Verspätungen von ICE und Intercity-Zügen in Deutschland für das Jahr 2018 laut Daten der Deutschen Bahn und des Deutschen Bundestags. Infrastrukturschäden an Eisenbahnlinien zählen zu den Hauptgründen hierfür. Diese entstehen insbesondere dadurch, dass Wartungsarbeiten häufig entweder zu früh oder zu spät durchgeführt werden. Die Firma PANTOhealth GbR hat sich das Ziel gesetzt, den Instandhaltungsplan für mechanische Infrastrukturen von Bahnbetreibern durch Zustandsüberwachung und vorausschauende Wartung zu revolutionieren. Ihr erster Service konzentriert sich auf die Instandhaltung von Stromabnehmern und Oberleitungen. Umfangreiche Daten werden über das PANTO-System gesammelt, das aus Simulations-Software, patentierter Hardware zur Datengewinnung, Kamera und verschiedenen Sensoren besteht. Durch Big Data Analyse kann der geeignete Zeitpunkt und die genaue geographische Position für notwendige Wartungsarbeiten vorausgesagt werden. Dieser Service wird die Instandhaltungskosten deutlich reduzieren und gleichzeitig die Betriebsdauer des Stromabnehmer-Oberleitungssystems durch einen passenden Wartungsplan erhöhen.

Vorteile

Vorausschauende Instandhaltung 4.0: Anzeige des effektivsten Instandhaltungsplans zur Reduktion von Kosten und Verhinderung der häufigsten Schadensursachen
Minderung der Instandhaltungskosten des Eisenbahnsektors um jährlich bis zu 6,6 Milliarden EUR
Deutliche Verbesserung der Pünktlichkeit von Zügen

PANTOhealth GbR
Berlin, Deutschland
Dr.-Ing. Farzad Vesali
farzad@pantohealth.com
pantohealth.com

7. Oktober 202019. November 2020

OCELL – Smarte Analysen von Luftbildern

Schwere Stürme sorgen immer häufiger für Schäden in Millionenhöhe an Gleisen und Anlagen und führen zu Zugausfällen oder Verspätungen. Die Firma OCELL GmbH ist auf KI-getriebene Analysen von Luftaufnahmen und Geodaten spezialisiert, um Vegetationsdaten mit einer Genauigkeit einzelner Bäume zu erheben und nach Risikoklassen zu kategorisieren. Die Datenerhebung erfolgt durch ein eigenes, dezentrales Partnernetzwerk professioneller Ultraleichtflugzeug-Piloten. Um eine konstante Bodenauflösung zu gewährleisten, muss die Flughöhe relativ zum Boden konstant bleiben. Dies wird mit Hilfe hochqualitativer Radarsatellitendaten und Navigationssatelliten erreicht. OCELL GmbH bietet die Datenerhebung sowie die hochpräzise Dateninterpretation als ganzheitlichen Service für die Forstwirtschaft und für Infrastrukturbetreiber (Zugtrassen, Hochspannungsleitungen, Öl- und Gaspipelines) an. Auf Basis der resultierenden Erkenntnisse können z.B. Bäume, die eine Gefahr darstellen, gezielt präventiv gefällt werden.

Vorteile:

Prävention von Verspätungen, Imageschäden und Sachschäden in Millionenhöhe
Großflächige, hochauflösende Datenerhebung mit Ultraleichtflugzeugen und eigenem Pilotennetzwerk
Präzise Daten zu Einzelbaum-Informationen (Baumart, Zustand, Höhe, Falldistanz)
Automatisierte, KI-getriebene Datenanalyse

OCELL GmbH
Gilching, Deutschland
David Dohmen
david.dohmen@ocell.io
ocell.io

7. Oktober 202019. November 2020

Mars Torus

Für zukünftige robotische und bemannte Marsmissionen werden hochauflösende Bilder großer Gebiete des Planeten benötigt. Die bisherige geografische Erfassung erfolgt entweder aus großer Höhe (400 km) oder durch Rover direkt auf der Oberfläche. Der Mars Torus ist ein einzigartiger Flugkörper, der in einer Höhe von 2 km in der Marsatmosphäre umfassend navigieren und Bilder in deutlich höherer Auflösung aufnehmen kann. Durch seine Struktur, sowie ein geschlossenes Vakuum erreicht der Torus in der dünnen Marsatmosphäre einen Auftrieb. Dadurch ist der Energiebedarf sehr gering. Energie für die Vorwärtsbewegung und weitere Funktionen kann über Solarpaneele gewonnen werden. Der Mars Torus kann gezielt Orte ansteuern und Aufnahmen ausgewählter Gebiete erstellen und nach Spuren von Wasser und Methan suchen. Zur präzisen Navigation des Mars Torus und für die Kommunikation zur Erde ist ein eigenes, unterstützendes Satellitennavigationssystem über eine CubeSat-Konstellation angedacht.

Vorteile:

Hochauflösende Bilder der Marsoberfläche
Autonome Navigation via Wegepunkte über den Mars
Chemische Probenentnahme aus der Marsatmosphäre
Reduzierung von Risiken für zukünftige Marsmissionen

Mars Torus
Letterkenny, Irland
Matthew Kelly
info@marstorus.com
marstorus.com

7. Oktober 202019. November 2020

SUPREME

NeutronStar Systems UG entwickelt ein disruptives elektrisches Antriebssystem, das die Missionskosten für Satelliten-Betreiber durch günstigere Treibstoffe und deutlich effizienteren Betrieb um zweistellige Millionenbeträge reduzieren kann. Die SUPREME genannte Lösung basiert auf umfassend erforschten, fremdbeschleunigten magnetoplasmadynamischen Antrieben (AF MPD-Antrieb) und industriell ausgereiften Hochtemperatur-Supraleitern.
SUPREME bietet die Vorteile der AF MPD-Antriebe wie hervorragende Skalierbarkeit, weite Missionsszenarien, sowie die Möglichkeit alternative Treibstoffe zu nutzen, die nachhaltiger und erheblich günstiger sind als bestehende Optionen. Der Einsatz von Supraleitern reduziert erheblich die Masse, das Volumen und den Energieverbrauch des Antriebssystems, während sie gleichzeitig die Lebensdauer und die Leistung erhöhen.

Vorteile:

Kompaktes, effizientes Antriebssystem mit breitem Anwendungsspektrum
Skalierbarkeit über große Bandbreite an Leistungsklassen (750W – 1000kW)
Nutzt Treibstoffe die 100-fach günstiger sind als Xenon
Höhere Flexibilität für Manöver im Orbit durch die Reduzierung des Treibstoffverbrauchs

NeutronStar Systems UG
Köln, Deutschland
Manuel La Rosa Betancourt
Co-Founder & CEO
manuel@neutronstar.systems
neutronstar.systems

7. Oktober 202019. November 2020

Freiform Metalloptiken für neue Raumfahrtanwendungen

Die rasant steigende Anzahl an kommerziellen Satelliten mit allein rund 25.000 Kleinsatelliten* für Erdbeobachtungs- und Kommunikationsdienstleistungen in den nächsten Jahren stellt Komponentenund Subsystemlieferanten vor ein völlig neuartiges Skalierungsproblem. Darüber hinaus benötigt die Erdbeobachtung sowie Laser- und Quantenkommunikation zunehmend hochqualitative optische Subsysteme in Nanometerpräzision, wie Teleskope, Spektrometer oder Pointing-Spiegel, um hochaufgelöste Beobachtungsdaten oder erhöhte Übertragungsgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Die SPACEOPTIX GmbH entwickelt und fertigt hochqualitative opto-mechanische Komponenten und Systeme aus metallischen Substraten. Die metalloptischen Spiegel und Spiegelsysteme bieten gegenüber alternativen Materialien wie Gläsern oder Keramiken deutlich reduzierte Fertigungs- und Montagekosten sowie durch Verwendung freiformoptischer Systemdesigns ein exzellentes Verhältnis zwischen optischer Abbildungsgüte, Masse und Volumen. Als Fraunhofer IOF-Ausgründung ist das Ziel der SPACEOPTIX GmbH der Technologietransfer aus 20 Jahren angewandter Forschung auf dem Gebiet der Metalloptik in industrielle Maßstäbe.

* www.researchandmarkets.com, 2019, Small Satellite Market Size, Growth and Industry Forecast, 2026

Vorteile:

Reduzierte Fertigungskosten gegenüber Optiken aus alternativen Werkstoffen
Effiziente Realisierung kompakter freiformoptischer Systemdesigns (Miniaturisierung, Erhöhung der Abbildungsqualität)
Mechanische Funktionsintegration in die optische Spiegelkomponente und damit Anwendung vereinfachter Montageprinzipien „Snap-In“- Montage)

SPACEOPTIX GmbH
Jena, Deutschland
Dr.-Ing. Matthias Beier
matthias.beier@spaceoptix.de
spaceoptix.de

7. Oktober 202019. November 2020

AlphaLink – Verbundflieger-Netzwerk

Der zivile Drohnenmarkt mit einem weltweiten Marktvolumen von 6,56 Milliarden USD in 2018 soll bis 2024 auf 43 Milliarden USD anwachsen*. Das Marktwachstum wird in den nächsten Jahren durch die Vielzahl von neuen kommerziellen Anwendungen angetrieben, insbesondere durch den Einsatz unbemannter, stratosphärischer Flugsysteme für Telekommunikations- und Erdbeobachtungsdienstleistungen. Für einen ganzjährigen Betrieb in großen Höhen benötigen diese Fluggeräte eine äußerst große Streckung bei einem möglichst niedrigen Strukturgewicht. Beim Durchfliegen der Troposphäre besteht bei dieser Art von Flugzeugkonfigurationen die besondere Gefahr, dass größere Turbulenzen zu Rissen und Brüchen in der Flugzeugstruktur führen können. Das Unternehmen AlphaLink Engineering GmbH aus Berlin entwickelt derzeit einen Verbundflieger, der dieses strukturmechanische Leichtbauproblem lösen soll, indem mehrere „Einzelflugzeuge“ über mechanische Lager an den Flügelspitzen verbunden werden. Die Grundlagenforschung erfolgte bereits an der Technischen Universität Berlin und die patentierte Technologie wird derzeit von AlphaLink in Form von Versuchsträgern und Flugversuchen erprobt. Der Verbundflieger stellt das erste elektrisch betriebene Stratosphärenflugzeug dar, welches gleichzeitig lange Betriebszeiten und hohe Nutzlasten erreicht.

* SESAR, European ATM Master Plan, Roadmap for the safe integration of drones into all classes of airspace, 2018

Vorteile:

Sicherer, unbemannter Betrieb für kostengünstigen Internetzugang in abgelegenen Gebieten
Erste fliegende Plattform mit modularem Ansatz
Technologie ist vollständig skalierbar als Ergänzung und Alternative zu Satellitensystemen
Ganzjähriger Betrieb nur mit Sonnenenergie möglich
Nutzung als „Fliegende Kamera“ oder „Mobile Antenne“ möglich

AlphaLink Engineering GmbH /
Technische Universität Berlin (TUB)
Alexander Köthe
Berlin, Deutschland
alexander.koethe@ilr.tu-berlin.de
alphalink.aero

7. Oktober 202019. November 2020

GNSS Common-View – Zeit- und Frequenzsynchronisierung für die Industrie

Die Zeitsynchronisation ist Grundvoraussetzung für den Betrieb wichtiger Infrastrukturen in nahezu allen Industriesektoren weltweit wie beispielsweise in der Energie-, Telekommunikations-, Verkehrsoder Finanzbranche. Die hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Zeitmessung, die aktuell im Bereich 1-stelliger Nanosekunden liegt, sind ein wesentlicher Technologie- und Innovationstreiber, um die Zeitmessung in immer neue Dimensionen zu heben. Die Zeitsynchronisation wird traditionell über Kabelprotokolle mit eigener Netzwerktaktung erreicht. Der Einsatz solcher dedizierter Netzwerke ist aus finanziellen oder logistischen Gründen nicht immer möglich, wie beispielsweise bei Systemen, die auf unterschiedlichen Kontinenten (Finanzwesen), in dicht besiedelten städtischen Gebieten (5G oder IoT) oder bei hoch dezentralisierten Systemen (Blockchain) eingesetzt werden. Die Melior Systems GmbH arbeitet an einer kosteneffizienten, ganzheitlichen Systemlösung zur hochgenauen Zeitsynchronisation auf Basis der Atomuhren von Navigationssatelliten (GNSS) in Verbindung mit exakten Zeitvergleichen durch die sogenannte „Common-View Methode“. Die Systemlösung wird Infrastrukturbetreibern und weiteren Kunden als Software-Lizenz in Verbindung mit Support-Leistungen angeboten.

Vorteile:

Zeitsynchronisierung mittels GNSS mit Genauigkeit 1-stelliger Nanosekunden
Kosteneffiziente Anwendung unabhängig von der Anschlussdistanz
Kostensenkung der Infrastrukturen in urbanen Gebieten und verbesserter GNSS Empfang in Innenräumen
Software-Lizensierungsmodell für Massenmarkt
Geringe Komplexität und Wartung für End-Nutzer

Melior Systems GmbH
Sergiu Artene
Darmstadt, Deutschland
artene@meliorsys.com
meliorsys.com

7. Oktober 202019. November 2020

Tikal – Fern-Beurteilung abgelegener Verkehrswege

Das weltweite Straßennetz ist nur zu 20% asphaltiert und dadurch besonders anfällig für umwelt-, wetter- und fahrzeugbedingte Schäden. Die Überwachung nicht asphaltierter Straßen ist umso wichtiger, weil diese ebenfalls für den Personen- und Warentransport genutzt werden. Es gibt derzeit keine IT-basierten Methoden, mit deren Hilfe der Straßenzustand flächendeckend und kontinuierlich erfasst und analysiert werden kann. Im Rahmen des Projektes Tikal entwickelt die BAREWAYS GmbH ein Softwaresystem, welches auch aus inhomogenen und unvollständigen Datensätzen den aktuellen und zukünftigen Straßenzustand mittels Mustererkennung ermitteln kann. Dazu werden unterschiedlichste Datenquellen wie Wettervorhersagen, digitale Karteninformationen, Satellitenbilder, Fahrzeugsensoren aggregiert, kalibriert und mithilfe der künstlichen Intelligenz analysiert. Diese aktuellen Straßenzustandsinformationen werden dem Fahrzeugnavigationssystem zusammen mit weiteren Kriterien für die Routenplanung und -optimierung wie Fahrzeugtyp, Zerbrechlichkeit der Ladung oder Sicherheitsbedürfnisse des Fahrers bereitgestellt.

Vorteile:

Vorhersage von Straßenzuständen in ländlichen Regionen, die bisher
nicht abgedeckt sind
Fusion von Fahrzeugsensoren, Satellitenbildern und Wettervorhersagen
Flexibles Routing unter Einbeziehung der Fähigkeiten des Fahrzeugs
Anwendbar auch auf andere Infrastrukturen wie Bahn- oder Hochspannungstrassen

BAREWAYS GmbH
Moritz v. Grotthuss
Lübeck, Deutschland
moritz.vongrotthuss@bareways.com
bareways.com

7. Oktober 202019. November 2020

Künstliche Intelligenz für und aus Satellitenkonstellationen

Die Hauptakteure in der kommerziellen Raumfahrtindustrie suchen nach Möglichkeiten große Satellitenkonstellationen kostengünstig zu errichten, zu betreiben und zu warten. Es wird prognostiziert, dass im nächsten Jahrzehnt die Zahl der Satelliten in der Erdumlaufbahn von einigen tausend auf hunderttausend ansteigen wird. Der manuelle Betrieb einer so großen Anzahl von Satelliten mit herkömmlichen Kontrollzentren und Mitarbeitern wird sehr schwierig und teuer sein, weshalb Betreiber und Raumfahrtbehörden nach Möglichkeiten suchen, das Konstellationsmanagement zu automatisieren. Künstliche Intelligenz (KI) und Algorithmen des maschinellen Lernens können diese Bemühungen unterstützen. Die Vermeidung von Kollisionen mit Weltraummüll, der Aufbau und die Wartung des Kommunikationsnetzwerks, die Überwachung des Zustands der Satelliten und ihrer Betriebsroutinen sind nur einige der Aufgaben, die StellAI Space mit Hilfe der KI lösen will. Der Lösungsvorschlag des Unternehmens wird Daten von Hunderten von Satelliten, die bereits bestehende Konstellationen im Orbit bilden, als Input für Algorithmen des maschinellen Lernens verwenden. Das resultierende Modell wird für den Aufbau der Scale-up-Simulation mit Hunderttausenden von Satelliten verwendet und nutzt die KI, um die Autonomie der Konstellationen zu erreichen.

Vorteile:

Betrieb von Mega-Konstellationen
Automatisiert die Wartung von Satelliten
Minimiert Personalaufwand und Bodeninfrastruktur
Langfristige Nachhaltigkeit von Weltraumaktivitäten

StellAI Space
Buchloe, Deutschland
Vardan Semerjyan
info@stellai.space
www.stellai.space

Kategorie: 2019/2020

ERMES – Überwachung von Verkehrswegen mit Frühwarnsystem

ERMES – Überwachung von Verkehrswegen mit Frühwarnsystem

PANTOhealth – Echtzeit Infrastrukturüberwachung und Instandhaltung 4.0

PANTOhealth – Echtzeit Infrastrukturüberwachung und Instandhaltung 4.0

OCELL – Smarte Analysen von Luftbildern

OCELL – Smarte Analysen von Luftbildern

Mars Torus

Mars Torus

SUPREME

SUPREME

Freiform Metalloptiken für neue Raumfahrtanwendungen

Freiform Metalloptiken für neue Raumfahrtanwendungen

AlphaLink – Verbundflieger-Netzwerk

AlphaLink – Verbundflieger-Netzwerk

GNSS Common-View – Zeit- und Frequenzsynchronisierung für die Industrie

GNSS Common-View – Zeit- und Frequenzsynchronisierung für die Industrie

Tikal – Fern-Beurteilung abgelegener Verkehrswege

Tikal – Fern-Beurteilung abgelegener Verkehrswege

Künstliche Intelligenz für und aus Satellitenkonstellationen

Künstliche Intelligenz für und aus Satellitenkonstellationen

INNOspace Masters