Drohneneinsatz in kritischen Infrastrukturen - Ansätze zur Erhöhung der Betriebssicherheit am Beispiel von Hafenanlagen

Michael Stein

Unbemannte Systeme erfuhren in den vergangenen Jahren einen signifikanten Anstieg in der technischen Entwicklung bei gleichzeitig stetem Rückgang der Anschaffungspreise. Diese Entwicklung führte dazu, dass sowohl die Industrie, als auch kleine und mittelständische Unternehmen Drohnen als Einsatzmittel verschiedener Dienstleistungen wahrgenommen haben und damit beginnen, erste operative Erfahrungen zu sammeln. Dieser Beitrag beschreibt erste Schritte, mit welchen sich auf Hafenseite dem Thema akademisch und operativ bereits angenähert wurde. Vorgestellt wird eine qualitative Analyse mittels einleitender Frameworks um das Thema und seinen praktischen Nutzen vorzustellen. Der Beitrag gliedert sich in eine allgemeine und rechtliche Einleitung gefolgt von der Vorstellung von Einsatzmöglichkeiten in den Bereichen Safety und Security und wird abgeschlossen durch die Nennung operativer Barrieren beim geplanten Einsatz unbemannter Systeme. Die Ergebnisse sind dabei nicht notwendigerweise auf den maritimen Einsatz beschränkt, sondern können ebenso in weiterführenden Bereichen kritischer Infrastrukturen (z. B. der Offshore- oder chemischen Industrie) zum Einsatz kommen. Dieser Artikel beschreibt eine qualitative Einführung des Themas als Auszug aus derzeit andauernder Forschung und kann derzeit noch nicht konkret auf die Beantwortung einer konkreten Forschungsfrage konzentriert werden.
 

Häfen unterliegen, wie viele andere Industriezweige auch, einem stetig wachsenden Preisdruck hervorgerufen durch in- und ausländischer Konkurrenz bei gleichzeitig steigenden Anforderungen an die betriebliche Sicherheit, sowohl im Bereich Safety (Unfallsicherheit) als auch der Security (Anschlagssicherheit). Letzteres ist gerade für kritische Infrastrukturen (zu denen Häfen zählen) unabdingbar da das Zusammenspiel aus sicherem- und ununterbrochenem Betrieb eine große Relevant unterschiedlicher Stakeholder aufweist [1].
Im Zuge der allgemein anhaltenden und branchenübergreifenden digitalen Transformation sind Häfen (und andere kritische Infrastrukturen) gezwungen, bestehende Prozesse zu optimieren um ihre Geschäftsfähigkeit mittel- und langfristig zu erhalten. Ein unumgänglicher Aspekt hierbei ist das Inbetrachtziehen bzw. die Implementierung innovativer Technologien in Bestandsabläufe. Der Begriff Drohnen wird im Folgenden unterteilt in die Bereiche UAV (unmanned aerial vehicles) bzw. ROV (remotely operated vehicles). Ersteres beschreibt den Einsatz fliegender Systeme, also der klassischen Drohne, während zweites den Einsatz von ferngesteuerter Robotertechnik z. B. unter Wasser beschreibt. Während ROV direkt mit dem Steurer in Verbindung stehen (z. B. per Kabel) wird bereits eine neue Klasse vollautonomer Systeme die s.g. AUV (autonomous underwater vehicles) erforscht und entwickelt, welche in naher Zukunft ebenfalls Einsatz finden werden.  
 

Rechtlicher Hintergrund

Auf der rechtlichen Seite wird der Nutzen von UAV derzeit allgegenwärtig wahrgenommen und seit Einführung der s. g. Drohnen-Verordnung vom Oktober 2017 auch reguliert. So sind Drohnen ab 0,25 Kg kennzeichnungspflichtig, während der Einsatz ab 2 KG einen Kenntnisnachweis benötigt und Einsätze ab 5 Kg grundsätzlich genehmigungspflichtig sind.
Bei der Flughöhe gelten maximal 100 m in Städten und anderen Bereichen auch nur bis zu 30 m als erlaubt. Muss man diese Höhen überschreiten oder nutzt Systeme mit mehr als 5 Kg Gewicht, so ist man zur Anmeldung verpflichtet. Wesentlicher Bestandsteil einer solchen Anmeldung stellt die s. g. SORA (Specific Operations Risk Assesment) dar, welche dem Piloten ein Muster der ganzheitlichen Risikobewertung seines Fluges liefert. Mittelfristig werden lokale Regularien auf ein europäisches Level angeglichen werden, wobei die Notwendigkeit einer SORA an sich wahrscheinlich Bestand haben wird. Kritische Infrastrukturen unterliegen ihren eigenen Rechtsgrundlagen, dargestellt u.A.  in den EU-Richtlinien 2008/114/EC (kritische Infrastrukturen) oder 2005/65/EC und der Verordnung 725/2004 (maritime Sicherheit in Häfen und an Bord von Schiffen). Eine funktionierende Integration unbemannter Systeme in kritische Anlagen bedingt ein Zusammenspiel der o.g. und weiterer Rechtsgrundlagen, was durch künftige Forschung und Anwendung weiter auszubauen ist.


Bild 2: Framework operativer Barrieren beim UAV Einsatz in Häfen.


Unbemannte Erfüllungsgehilfen der Security

Der Nutzen von UAVs und ROVs in der Anlagensicherheit ggü. Anschlägen wird in den kommenden Jahren stetig wachsen. Einsätze der Überwachung und Verfolgung werden zunehmend ferngesteuert oder sogar voll automatisiert durchgeführt bzw. unterstützt werden. Der international ship and port facility security code (ISPS-Code), welcher seit 2004 in der EU die Durchführung von Hafensicherheit (Security) vorschreibt, lässt in seinen mitunter offenen
Ausrichtungen bereits Platz für die Durchführung unbemannter Operationen, wie in [1] bereits evaluiert wurde. Die nachfolgende Tabelle verdeutlicht einzelne Einsatzmöglichkeiten vor dem Hintergrund geltender Rechtsvorschriften in Häfen, aufgeteilt auf deren Umsetzbarkeit durch UAV und ROV sowie der jeweiligen Vorteile und der Grad der möglichen Autonomie des jeweiligen Einsatzes.
Die operativen Kategorien unbemannter Systeme in Hafenanlagen reichen von der klassischen Überwachung hin zur Inspektion bzw. dem Management sicherheitsrelevanter Aufgaben. Während ersteres unten den Vorgaben des ISPS-Codes abgedeckt ist, ist der Inspektionsgedanke teilweise auch in den Bereich der Safety einzuordnen, was im Folgekapitel näher definiert wird. Allgemeine Managementeinsätze sind in diesem Zusammenhang sowohl der Safety als auch der Security zuzuschreiben. Gemäß einer ersten Einschätzung reichen die operativen Vorteile von der Gewinnung neuer Informationen durch neue Blickwinkel über die Reduzierung von Kosten bis hin zu möglichen Automatisierung, als Kombination beider vorher genannten Aspekte. Im Bereich der klassischen Überwachung bzw. sonstiger Patrouillierung kritischer Bereiche ist eine Automatisierung der Dienstleistung künftig denkbar. Als Szenario sei hier der Werkschutz genannt, welcher als Drohnen-Bediener in seiner Einsatzstelle neben stationären- künftig auch mobile Kamerasysteme kontrollieren könnte. Mit sich entwickelnder Technologie schreitet möglicherweise auch die Autonomie einzelner Aspekte von bisher unterstützend zu gänzlich autonom voran, wobei die oben genannte Übersicht einen gewissen mittelfristigrealistischen Charakter zu wahren versucht. Letzten Endes wird die Ausrichtung und Investition einzelner Anlagen in innovative, unbemannte Systeme zeigen, welche der genannten Aspekte zu den jeweiligen Vorteilen führen wird. In den kommenden Jahren werden sowohl Technologie als auch Kosten derartiger Systeme einen Umbruch in der Sicherheit kritischer Anlagen mit sich bringen und den Einsatz von Drohnen fast schon zum Tagesgeschäft hinzuziehen.

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