Waarom software commercieel kopen of verkopen als je de data ook kunt halen uit publieke bronnen en de tools openbaar beschikbaar kunt stellen? Vanuit die vraag ontstond ruim tien jaar geleden BlueSky, een open source tool voor het maken van simulaties voor het luchtverkeer. Inmiddels is BlueSky uitgegroeid tot een community van gebruikers uit de hele wereld. BlueSky leidde ook tot de ontwikkeling van een open source tool voor aircraft performance: OpenAP. Onderzoekers Jacco Hoekstra, Joost Ellerbroek en Junzi Sun vertellen waarom het gratis weggeven van software zoveel meer oplevert.
11 juni 2024
Wie met een radar van bovenaf een blik op het luchtruim werpt, ziet een enorme brei aan vliegtuigen boven land en zee. Achter deze brei zitten allerlei modellen met algoritmes om alle verkeerstromen in goede en veilige banen te leiden. Een belangrijk hulpmiddel bij het maken van deze modellen is BlueSky, een simulator waarmee je razendsnel en real time simulaties kunt maken van het luchtverkeer. Hoogleraar luchtvaart- en ruimtevaarttechniek Jacco Hoekstra stond ruim tien jaar geleden aan de basis van deze softwaretool. “Door met BlueSky het luchtverkeer te simuleren kun je bijvoorbeeld kijken naar de toekomstige indeling van het luchtruim en luchthavens en het verbeteren van aanvliegroutes en -procedures.”
Begonnen als hobbyproject
BlueSky kwam voort uit een hobbyproject van Hoekstra toen hij herstellende was van een auto-ongeluk. “Ik heb letterlijk vanuit bed een eerste versie gemaakt, genaamd Traffic Manager. Hierbij waren ook NASA en een paar universiteiten betrokken. Voor Traffic Manager gebruikten we alleen gepatenteerde en dus gesloten software en data. Later is aan de TU Delft een nieuwe, open versie gemaakt: BlueSky. Het leek mij namelijk veel interessanter om alles openbaar beschikbaar te maken, zodat studenten en andere wetenschappers te allen tijde toegang hebben tot alle data.”
Het idee van open source is dat het weggeven en delen van data uiteindelijk meer oplevert. In het geval van BlueSky is dat in ieder geval zeker gelukt. Daar ben ik best wel trots op.
Jacco Hoekstra
Meerwaarde van open source
Het open source maken van BlueSky heeft volgens Hoekstra verschillende voordelen. “Het maakt onderzoek transparant en herhaalbaar. Daarnaast kun je verschillende oplossingen, bijvoorbeeld voor de indeling van het luchtruim, met elkaar vergelijken. Dat is een stuk lastiger wanneer onderzoekers werken met verschillende modellen, tools en variabelen. Als je allemaal een andere taal spreekt, weet je van elkaar niet waar je het over hebt. Om het gebruik zo eenvoudig mogelijk te maken, zijn alle bestanden in BlueSky opgemaakt in hetzelfde formaat. Hierdoor hoeven gebruikers niet eerst teksten of codes over te zetten naar een ander bestandstype.”
Data van openbare bronnen
Een ander voordeel van open data is dat je niet afhankelijk bent van commerciële partijen. Vliegtuigbouwers en – maatschappijen vragen geld voor het gebruik van hun data, vertelt universitair docent Joost Ellerbroek. “Daarnaast stellen ze niet altijd al hun data beschikbaar. Dat bemoeilijkt het doen van onderzoek. Daarom maken we uitsluitend gebruik van publieke bronnen, zoals websites van luchthavens of databases die worden gebruikt voor vluchtsimulators. Deze zijn vaak open source en bieden informatie over locaties van vliegbakens, luchthavens, terminals en landingsbanen. Verder krijgen we data van hobbyisten die werken aan data voor vluchtsimulators op de pc.”
Wikipedia voor luchtverkeermanagement
Ellerbroek speelde een belangrijke rol bij de technische ontwikkeling van het platform. Hij legt uit hoe onderzoekers gebruikmaken van BlueSky. “Ze kunnen data importeren voor het runnen van simulaties op hun eigen computers. Daarnaast kunnen gebruikers informatie, zoals nieuwe inzichten, toevoegen of wijzigen. De website van BlueSky is dus een soort Wikipedia. Verder kunnen mensen zelf issues aanmaken, waarin ze kunnen aangeven dat ze bijvoorbeeld ergens tegen aanlopen of een bug hebben gevonden. Andere gebruikers kunnen daar dan op reageren. Er is dus ook ruimte voor interactie. Hierdoor is BlueSky niet alleen een softwaretool, maar ook een community.”
BlueSky is niet alleen een softwaretool, maar ook een community.
Joost Ellerbroek
Toepassing luchtverkeersleiding
Behalve onderzoekers maken ook commerciële partijen, zoals vliegtuigbouwers, en luchtverkeersorganisaties gebruik van BlueSky, zegt Hoekstra. “Deze partijen hebben vaak hun eigen programma’s en gebruikersomgeving. Maar als je even onder het schild daarvan kijkt, zit daar de software van BlueSky. Van onderzoekers bij de Spaanse luchtverkeersleiding hoorden we dat BlueSky inmiddels de standaard onderzoekstool is. Luchtverkeersleiding Nederland (LVNL) gebruikt de tool momenteel voor prototyping van de herindeling van het luchtruim. Deze moet door de toenemende drukte en strengere regels omtrent geluid en emissies worden herzien. BlueSky is een ideaal hulpmiddel om deze herindeling te simuleren.”
Drones in stedelijk gebied
Hoewel BlueSky voor het overgrote deel wordt ingezet voor toepassingen in de conventionele luchtvaart, biedt het ook uitkomst voor andere type luchtvaartuigen. Ellerbroek: “De laatste jaren zie je een sterke opmars van kleiner vliegverkeer, zoals drones. Omdat ook deze toestellen deel (gaan) uitmaken van het luchtruim hebben we BlueSky uitgebreid met de mogelijkheid om simulaties te maken van grote aantallen drones in stedelijk gebied. Het maken van deze uitbreiding was best uitdagend, we wilden de software namelijk zoveel mogelijk hetzelfde houden.”
OpenAP, de spin-off van BlueSky
In haar ruim tienjarig bestaan heeft de ontwikkeling van BlueSky ook geleid tot een spin-off: OpenAP. Universitair docent Junzi Sun, die OpenAP in 2015 als PhD-project begon, vertelt wat deze open source tool precies is. “Waar je met BlueSky simulaties kunt maken van luchtverkeer, kun je OpenAP ook los gebruiken voor het berekenen van de prestaties van een vliegtuig (aircraft performance). Bijvoorbeeld als het gaat om brandstofgebruik of de uitstoot van broeikasgassen. Gebruikers kunnen een pakket (package) bestaande uit data van bijvoorbeeld het type vliegtuig, de vlieghoogte en vliegafstand, importeren. Vervolgens maakt het model een berekening van de prestaties.”
Wat zo fijn is aan de TU Delft, is dat het gebruik van open source en open data hier al de standaard is.
Junzi Sun
Drie soorten datapakketten
OpenAP wordt momenteel aangeboden in drie packages, zegt Sun. “De eerste bestaat uit data voor het analyseren van de hoeveelheid broeikasgassen die een vliegtuig uitstoot op een bepaald traject. Het tweede pakket laat heel nauwkeurig per fase in de vlucht de emissies zien. Deze data kun je gebruiken voor het optimaliseren van de vliegroute met zo min mogelijk uitstoot. Met het derde pakket kun je een grove maar snelle inschatting maken van de hoeveelheid brandstof die een vliegtuig verbruikt op een vlucht van a naar b. Deze inschatting is nog niet 100 procent nauwkeurig, maar dat is ook niet altijd nodig.”
TU Delft voorloper open data
Net als Hoekstra en Ellerbroek is Sun een groot voorstander van open data. “Wat zo fijn is aan de TU Delft, is dat het gebruik van open source en open data hier al de standaard is. Om een open source tool of software te ontwikkelen, hoef ik niet eerst langs allerlei commissies. Hierin loopt de TU Delft echt voorop in de onderzoekswereld. Het mooiste zou zijn als we ons hiermee niet meer onderscheiden, maar dat open source en data overal vanzelfsprekend zijn.” Hoekstra vult aan: “Het idee van open source is dat het weggeven en delen van data uiteindelijk meer oplevert. In het geval van BlueSky is dat in ieder geval zeker gelukt. Daar ben ik best wel trots op.”
Contact
Prof.dr.ir. Jacco Hoekstra
Full Professor (Control & Simulation)
Dr.ir. Joost Ellerbroek
Assistant Professor (Control & Simulation)
Dr. Junzi Sun
Assistant Professor (Control & Simulation)
Open Science bij TU Delft
Open Science is voor de TU Delft een belangrijke manier, volgens onze visie, wetenschap naar de samenleving te krijgen. Met Open Science willen we wetenschappelijke kennis gratis en toegankelijk maken voor alle gebruikers. Op deze manier verspreiden nieuwe ideeën zich sneller en breder, wat weer leidt tot nieuw onderzoek. We ondersteunen onze onderzoekers bij alles wat nodig is om deel uit te maken van Open Science. Lees meer over het Open Science programma aan de TU Delft.
