Vortrag Bachelorarbeit

Entwicklung einer optimierten Positionierung eines Satelliten-Backup Systems für Großschadenslagen

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer optimierten Positionierung eines Satelliten-Backup Systems für Großschadenslagen, wodurch bei Ausfall öffentlicher Netze eine zuverlässige und sichere Kommunikation zwischen den Einsatzkräften  gewährleistet werden soll. Da das für solche Dienste benötigte Equipment bereits kommerziell verfügbar ist, beschäftigte sich diese Arbeit mit der Bewertung des jeweilig gegebenen Szenarios, da die Satellitenübertragung durch Mehrwege-Effekte ortsabhängig beeinflussen werden kann. Diese Abhängigkeit des Leistung des Satellitenkanals wurde mit Hilfe einer auf Raytracing basierenden Bewertungssimulation analysiert, um Empfängerpositionen zu bestimmen, die einen Verbindungsaufbau ermöglichen. Aufgrund des unterschiedlichen Detailgrades der Szenarien können diese Simulationen unterschiedlich ressourcen-intensiv sein. Um eine Positionierungsanweisung innerhalb der Fahrtzeit der Feuerwehr zu gewährleisten, muss die Rechenzeit der Bewertungssimulation daher verkürzt werden.

Referenzbetrachtungen erlauben eine Prognose von Rechenzeiten, wodurch eine Einschätzung der benötigten Optimierungsstrategien möglich wurde. Diese wurden im weiteren Verlauf dieser Arbeit bezüglich ihrer Auswirkung auf Rechenzeit und Simulationsergebnisse evaluiert. Die so gewonnenen Erkenntnisse wurden zu einer Bewertungsmatrix zusammengefasst, die die Auswahl einer Optimierungsstrategie bei gegebener maximaler Rechenzeit in Abhängigkeit des gewählten Szenarios ermöglichte. Der ebenfalls entwickelte Safety-of-Life Service gibt hierbei eine Einschätzung der Verlässlichkeit an, wobei der durch die betrachteten Strategien entstandene Fehler immer kleiner als 10% ist, während die Rechenzeit um bis zu 80% reduziert wird. Somit können selbst auf handelsüblichen PCs Szenarien bis zu einer Größe von 512.000 Quadratmetern innerhalb von acht Minuten simuliert werden. Diese Zeit entspricht der maximalen Anfahrtszeit der Feuerwehr. Zusätzlich zu dieser Analyse der entwickelten Bewertungssimulation, wurden für den darin genutzten Raytracer eigene Matrizen abgeleitet, die die Rechenzeitoptimierung einer beliebigen Raytracingsimulation ermöglichen.