Verbesserung der Flugwegeffizienz für Luftraumnutzer durch neue Indikatoren
Die horizontale Flugeffizienz, der aktuelle Standardleistungsindikator, misst die überschüssige horizontale Streckenentfernung im Vergleich zur geodätischen Distanz. Da andere Ursachen von Ineffizienzen, also Witterungsbedingungen und das vertikale Flugprofil, nicht berücksichtigt werden, ist dieser Effizienzaspekt jedoch sehr eingeschränkt. Ferner werden wichtige Aspekte der Geschäftsstrategien von Luftraumnutzern, wie der Treibstoffverbrauch und die Treibstoffkosten, außer Acht gelassen. Das Projekt AURORA befasste sich mit den Lücken der aktuellen Effizienzindikatoren für Flüge, um die Leistung des europäischen Flugverkehrsmanagementsystems zu bewerten. „Es untersuchte neue Effizienzindikatoren, die den Treibstoffverbrauch, die Flugplaneinhaltung, Streckengebühren und die allgemeine Kosteneffizienz berücksichtigen“, so der Koordinator, Pablo Sánchez-Escalonilla. Das Projekt wurde im Rahmen des Gemeinschaftsunternehmens SESAR finanziert, einer öffentlich-privaten Partnerschaft zur Modernisierung des europäischen Flugverkehrsmanagementsystems. Die Arbeit begann mit der Bewertung der aktuellen Leistungsindikatoren für die Messung der Flugeffizienz. Anhand dieser Bewertung wurde eine Lückenanalyse durchgeführt. Anschließend konnten durch AURORA neue Metriken vorgeschlagen werden, mit denen die operative Effizienz des Flugverkehrsmanagementsystems beurteilt und gemessen werden konnte, wie gleichmäßig die Ineffizienzen auf die verschiedenen Luftraumnutzer verteilt sind. Bessere Beurteilung der Ineffizienzen durch neue Indikatoren AURORA bewies, dass die Ineffizienz von Flügen im Hinblick auf die Kosten nicht zwingend mit der Ineffizienz im Sinne der horizontalen Differenz zusammenhängt. Experimente zeigten, dass die entwickelten Indikatoren die verschiedenen Ursachen für die Flugineffizienz besser erfassen können als die horizontalen Leistungsindikatoren für Flüge. Bei der Quantifizierung der Effizienz eines Fluges identifizierte das Projektteam vertikale Profile und Geschwindigkeitsprofile sowie den Einfluss der Witterungsverhältnisse als maßgebliche zu berücksichtigende Faktoren. Die Ergebnisse offenbarten, dass die Hälfte der aktuellen Ineffizienzen hinsichtlich der Kosten auf Einschränkungen in der Streckenführung zurückzuführen ist. Das Projekt schlug außerdem zusätzliche Indikatoren vor, mit denen gemessen werden soll, wie gerecht die Ineffizienzen des Systems auf die Luftraumnutzer aufgeteilt sind. Diese Indikatoren können die Unterschiede in den Ineffizienzen quantifizieren, die von den Nutzern in einem bestimmten Gebiet wahrgenommen werden. Sánchez-Escalonilla weist auf den Hauptunterschied zwischen den neuen Effizienzindikatoren und den etablierten horizontalen Effizienzindikatoren für Flüge hin: „Für ihre Berechnung müssen die von den Nutzern bevorzugten Trajektorien wie Treibstoff und kostenoptimale Trajektorien erzeugt werden, bei denen die Auswirkungen von Witterungsverhältnissen berücksichtigt werden. AURORA konnte diese berechnen, ohne dass vertrauliche Informationen von den Luftraumnutzern benötigt wurden.“ Echtzeitüberwachung der Effizienzindikatoren Schließlich entwickelte AURORA eine Vorgehensweise, bei der die neuen Effizienzindikatoren mithilfe von Big-Data-Methoden in Echtzeit berechnet werden. Dadurch lassen sich die Vorteile zur Behebung von kurzzeitigen Verkehrsschwankungen aufzeigen. „Derzeit können Effizienzindikatoren für Flüge erst nach einem Flug berechnet werden“, erklärt Sánchez-Escalonilla. „Die neuen Indikatoren können jedoch dank der Nutzung einer Datenstromtechnologie und von Live-Flugdaten nahezu in Echtzeit online berechnet werden, wobei die Leistungserwartungen der Luftraumnutzer hinsichtlich der Latenz und des Durchsatzes erfüllt werden.“ Bei diesem neuen Konzept werden die ATM-Entscheidungsprozesse von Live-Indikatoren für die tatsächliche operative Leistung und realistische Ziele unterstützt, bei denen die Luftraumnutzer eine aktive Rolle spielen könnten. Das Team hat sämtliche erweiterten, nutzerorientierten Effizienzmetriken auf europäischer und lokaler Ebene validiert. Dazu wurden sie mit dem horizontalen Effizienzindikator für Flüge verglichen. „Durch die Einführung der neuen Metriken bildet sich langsam eine vollständigere Version einer Luftraumeffizienz heraus, die für ein besseres Gleichgewicht in Bezug auf die Bedürfnisse der Luftraumnutzer und Flugsicherungsdienstleister sorgt“, fasst Sánchez-Escalonilla zusammen. „Geschäftsmodelle für Fluggesellschaften und Passagiere werden ebenfalls profitieren, wie auch die Initiative Single European Sky ATM Research.“
Schlüsselbegriffe
AURORA, Luftraumnutzer, Flugverkehrsmanagementsystem (ATM), Flugeffizienz, Effizienzindikator für Flüge
