Wie Drohnen und private LTE-Netze in der Chemieindustrie für mehr Sicherheit sorgen

(industrietreff) - Einzelne Drohnen oder ganze Drohnenschwärme können Fabrikareale und Landschaften aus der Luft überwachen, um Unfälle oder Defekte schnell zu erkennen. Sie sind dafür mit verschiedenen Sensoren und Kameratypen ausgerüstet. Wenn sie über ein privates LTE-Netz verbunden sind, funken sie ihre Daten sicher und zuverlässig an eine Zentrale. Das erhöht beispielsweise die Sicherheit in einer Chemiefabrik – oder nach Naturkatastrophen.

Der Druck in einer Gasleitung fällt plötzlich ab. Niemand weiß, was passiert ist, und zunächst will die Chemiefabrik die Situation analysieren. Mehrere Drohnen heben ab. Während sie über das Gelände fliegen, erfasst eine Wärmebildkamera an Bord einen regungslosen Menschen unter einem Dach. Eine ebenfalls integrierte HD-Kamera streamt Bilder einer gebrochenen Gasleitung in der Nähe. Der Gassensor an einer Drohne registriert eine Gaswolke. Alle Daten senden die Fluggeräte an eine Kontrollstelle. Die Rettungskräfte bekommen mit diesen Informationen einen Überblick über die Lage und können entsprechend reagieren.

Ein solcher Unfall kann auf einem Industriegelände trotz aller Sicherheitsvorkehrungen nicht ausgeschlossen werden. Die Drohnen helfen auch, ihn im Vorfeld zu verhindern. Ein ganzer Schwarm von ihnen patrouilliert regelmäßig über dem Areal und sucht nach Eindringlingen, Feuer oder ausgetretenem Gas. Die „unmanned aerial vehicles“ (unbemannte Luftfahrzeuge, UAVs) können entweder autonom vorher oder ad hoc festgelegte Routen abfliegen sowie durch einen Operator manuell gesteuert werden. Dabei lassen sich Zonen definieren, die sie auslassen sollen, beispielsweise aufgrund spezieller Überflugrechte.

Stabile Datenübertragung in kritischen Situationen

Die Drohnen sind miteinander und mit einer Zentrale vernetzt. Dorthin funken sie die erfassten Daten. Das können sie auch noch, falls das öffentliche Netzwerk überlastet ist: Sie sind in ein privates LTE-Netz eingebunden, das derzeit auf 4G basiert, aber auch für 5G verfügbar sein wird. Das abgeschlossene Mobilfunk-Netz steht exklusiv der Chemiefabrik zur Verfügung. Damit bleiben die sensiblen Daten sicher in der Hand der Fabrik. Die Drohnen authentifizieren sich über SIM-Karten mit dem Netzwerk.

Dass die Daten verlässlich übertragen werden, ist essenziell in kritischen Situationen, bei denen die Sicherheit oder die Gesundheit von Menschen auf dem Spiel stehen.

Sensoren und Kameras für unterschiedliche Zwecke

Auf das private LTE-Netz können verschiedene Dienste aufgesetzt werden. Nokia hat dazu die Digital Automation Cloud mit der Lösung Nokia Drone Networks entwickelt – ausschließlich für den professionellen Einsatz. Dabei handelt es sich um eine cloud-basierte Ende-zu Ende-UAV-Umgebung mit EDGE-Technologie für die Kontrolle der Drohnen und für die Übertragung von gesammelten Daten. Diese werden analysiert, optional lokal, und liefern so wichtige Erkenntnisse.

Die Nokia-Drohnen werden je nach Bedarf eines Unternehmens mit Sensoren für Rauch, Bewegung, Wärme oder Strahlung, Suchscheinwerfern, Kameras, Lautsprechern oder Kommunikationssystemen ausgerüstet. Außerdem können sie auf Wunsch die Informationen direkt an Bord auswerten. Ein solches System ist hoch skalierbar.

Überwachung in Echtzeit auf dem Firmengelände

Die Drohnen können über einen längeren Zeitraum unterwegs sein und weite Strecken zurücklegen. Das ist günstiger, als bemannte Helikopter loszuschicken. Sie lassen sich in großen Unternehmen und in mittelständischen Betrieben für die Überwachung in Echtzeit einsetzen, entweder in Ausnahmesituationen oder routinemäßig – zum Beispiel bei der Inspektion von Baustellen, Produktionsstätten, Pipelines, Funktürmen, Oberleitungskabeln, Schienenwegen oder Straßen. Mit ihrer Hilfe kann der Wartungsbedarf, der Baufortschritt oder der Zustand nach Unwettern oder Unfällen festgestellt werden.

Die Drohnenschwärme können auch von Hilfsorganisationen eingesetzt werden, im Rahmen der gemeinnützigen Initiative Nokia Saving Lives. Das philippinische Rote Kreuz etwa nutzt sie zusammen mit einem portablen LTE-Netz von Nokia. Nach Naturkatastrophen können sie effizient nach vermissten Menschen suchen. Transportdrohnen liefern zusätzlich Erste-Hilfe-Sets und Medizin schnell aus.

Autonome Fahrzeuge und Roboter sowie Kommunikation im Private-LTE-Netz

An ein privates LTE-Netz mit der Nokia Digital Automation Cloud können am Boden sowie innerhalb oder außerhalb von Gebäuden auch selbstfahrende Transportfahrzeuge (Autonomous Intelligent Vehicles) und autonom arbeitende, mobile Roboter eingebunden werden. Dazu gehören beispielsweise Gabelstapler, die ihre Befehle über das LTE-Netz erhalten. Im Gegensatz zu Wifi- oder Ethernet-Netzwerken gibt es keine Verbindungsprobleme, wenn sie an einem anderen Ort auf dem Gelände eingesetzt werden sollen.

Integrierte Dienste wie Push-to-talk oder Push-to-Video erlauben eine direkte Kommunikation, zum Beispiel die Meldung eines Mitarbeiters zur Situation vor Ort an die Zentrale. Zusätzlich können über ein so genanntes Nokia High Accuracy Indoor Positioning System Waren oder Bauteile auch in großen Fabrikhallen getrackt werden. Die Einrichtung des privaten LTE-Netzes im Frequenzbereich von 3,7 GHz ist unkompliziert und kann von der hauseigenen IT übernommen werden. Unternehmen brauchen zum Betrieb nur das Equipment sowie eine Lizenz für ein privates LTE-Netz, die sie einfach bei der Bundesnetzagentur beantragen können.

Bildbeschriftung: Nokia Bildrechte nur in Verbindung mit diesem Artikel.

1) Auf das private LTE-Netz können verschiedene Dienste aufgesetzt werden. Nokia hat dazu die Digital Automation Cloud mit der Lösung Nokia Drone Networks entwickelt – ausschließlich für den professionellen Einsatz

2) Nokia-Drohnen lassen sich in großen Unternehmen und in mittelständischen Betrieben für die Überwachung in Echtzeit einsetzen

3) Drohnen werden je nach Bedarf eines Unternehmens mit Sensoren für Rauch, Bewegung, Wärme oder Strahlung, Suchscheinwerfern, Kameras, Lautsprechern oder Kommunikationssystemen ausgerüstet.

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Datum: 09.07.2019 - 10:44 Uhr
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