Luftverkehrsmanagement der Zukunft
Das Horizont 2020-Projekt PARTAKE hat mit innovativen Verfahren und Technologien gearbeitet, um die durch wachsende Nachfrage nach Reisen entstehenden Probleme im Flugverkehrsmanagement (FVM) zu lösen. Die Initiative wurde im Rahmen des Gemeinschaftsunternehmens SESAR finanziert, einer öffentlich-privaten Partnerschaft zur Modernisierung des europäischen FVM-Systems. Die Projektpartner wollten dazu beitragen, dass sich der Verkehrsfluss von Flugzeugen in den europäischen Luftraum verbessert, indem sie die Wahrscheinlichkeit möglicher „Konflikte“ minimierten. Ein Konflikt entsteht, wenn zwei oder mehr Flugzeuge kurzzeitig an einem bestimmten Punkt zusammenkommen, an dem der Mindestsicherheitsabstand nicht mehr gegeben sein könnte. Ziel war es, die zeit- und raumabhängigen Faktoren aufzulösen, und den Flughäfen, die per FVM-System verbunden sind, eine umfassende Übersicht zu geben. „Momentan gibt es trotz der riesigen Menge vorhandener Echtzeitdaten über Flughäfen, Flugzeuge und Luftraumsektoren – und darüber, wie sie sich in Zukunft entwickeln werden – keine Werkzeuge, um die zeitlichen und räumlichen Wechselbeziehungen zwischen diesen Akteuren zu analysieren“, sagt Projektkoordinator Prof. Miquel Angel Piera. Die Mitglieder des Konsortiums haben eine innovatives Entscheidungshilfesystem eingeführt, das Abflüge entsprechend den Informationen des Flughafens über den Stand der Dinge auf dem Rollfeld und der Start- und Landebahn sowie dem Status in der Luft koordiniert. „Wir analysieren die räumlichen und zeitlichen Wechselbeziehungen zwischen Flugrouten und unterstützen die Umsetzung von Ausgleichsmechanismen, die die Wahrscheinlichkeit senken, dass ein Fluglotse eingreifen muss, und beachten gleichzeitig die Kapazität des Luftraums und Präferenzen der Airlines“, erklärt Prof. Piera. Digitalisierung des Luftraums Die Forscher haben neue Digitalisierungswerkzeuge entwickelt, die die Analyse räumlicher und zeitlicher Luftverkehrsdaten unterstützen, um Zusammentreffen (potenzielle Konflikte) ausfindig zu machen. Außerdem haben sie eine Entscheidungshilfe konzipiert, die mehrere Flughäfen in die Planung einbezieht, um den reibungslosen Ablauf der Abflüge zu erleichtern. Eines der Hauptergebnisse der neuen räumlich-zeitlichen Digitalisierungsmethoden ist ein anderes Bezugssystem, das neben den konventionellen Zählungen von Eintritt und Durchflug neue Messgrößen zur Analyse der Konfliktsituation zulässt. Die vorgeschlagenen neuen Messgrößen werden in einer Übersicht dargestellt, aus der die zeitbasierten Informationen ausgewählter Sektoren, die Position und Dauer von Konfliktsituationen sowie die dazugehörigen Flüge ersichtlich sind. Zusätzlich werden die neuen Messgrößen eingesetzt, um die Ausgleichsmaßnahmen zum Erhalt der Luftraumkapazität zu berechnen, was die Wahrscheinlichkeit von Interventionen der Lotsen senkt und die Präferenzen der Luftraumnutzer berücksichtigt. Das Projekt hat zudem ein Rahmenkonzept entwickelt, mit dem sich Unsicherheiten bei Flugrouten, die auf Flughafenebene oder aufgrund der Wetterbedingungen entstehen, kontrollieren lassen. Vorteile für alle PARTAKE wird einigen gängigen FVM-Werkzeugen neue Funktionen hinzufügen, die den Flugsicherungsanbietern bei ihrer Arbeit zugute kommen, und somit die Nutzungsdauer dieser Werkzeuge verlängern. Werden diese in kollaborative Entscheidungshilfen der Flughäfen integriert, lassen sich die Prozesse im Flughafen besser vorhersagen und es entsteht eine klarere Abflugsequenz, die die Nutzung der Start-/Landebahn verbessert und die Wahrscheinlichkeit von Interventionen der Luftverkehrskontrolle reduziert. Das Projekt bietet auch Vorteile für die Nutzer des Luftraums, indem es die Notwendigkeit, Konflikte zu lösen, reduziert und die Endnutzer bei der Validierung und der endgültigen Mensch-Maschine-Schnittstelle einbezieht, sodass die Akzeptanz für neue Technologien steigt. „Ein Koordinierungsinstrument für den Abflug von Flugzeugen auf mehreren Flughäfen, das Konflikte in der Luft vermeidet, bietet ökonomische Vorteile für Airlines und Flughäfen gleichermaßen und verbessert die Pünktlichkeit für die Passagiere“, so Prof. Piera abschließend.
Schlüsselbegriffe
PARTAKE, Konflikt, Flughafen, Flugverkehrsmanagement (FVM), Luftraum
