Technologie zum Datenaustausch koordiniert Flugbewegungen am Himmel
Trotz einer drastischen Verlangsamung aufgrund von COVID-19 wird erwartet, dass der Luftverkehr in Europa bis 2024 das gleiche Niveau wie vor der Pandemie erreicht, wobei Schätzungen aus dem Jahr 2018 eine durchschnittliche Wachstumsrate von 2 % vorhersagen, die mit über 16 Millionen Flügen jährlich bis 2040 ihren vorläufigen Höhepunkt erreicht. Das EU-finanzierte PJ31 DIGITS ist das 31. Projekt im Rahmen des gemeinsamen Unternehmens SESAR, einer öffentlich-privaten Partnerschaft zur Modernisierung des europäischen Flugverkehrsmanagementsystems. Zusammen mit dem Schwesterprojekt DIGITS-AU konzentriert es sich auf Fortschritte im Flugverkehrsmanagement, die auf der gemeinsamen Nutzung von 4D-Flugbahndaten beruhen. Derzeit prognostizieren Flugsicherungsdienstleister die Flugbahn von Flügen basierend auf ihrer Radarposition und ihrer erwarteten Leistung, die mittels einer generischen Klassifizierung des Flugzeugmodells berechnet wird. Dadurch können Flugzeuge im Flug sicher auseinandergehalten werden und es kann abgeschätzt werden, wann sie an ihrem Zielort ankommen und in die Warteschlange für die Landung eintreten werden.
Automatische bordabhängige Überwachung
Allerdings „bestehen Unterschiede im Leistungsprofil ein und desselben Flugzeugs, je nachdem ob es vollständig oder nur sehr leicht beladen ist, vor allem während der Steigphase“, erklärt Thierry Harquin, Projektkoordinator und Führungskraft im Flugverkehrsmanagement bei Airbus. „Und sobald das Flugzeug in der Luft ist, können viele potenziellen Änderungen eintreten, bedingt durch das Wetter, den Verkehr und die Richtlinienvorgaben der Fluggesellschaft.“ Die beste Möglichkeit, eine genauere Flugbahnvorhersage zu erhalten, ist die Abfrage am Flugzeug selbst, denn sein Flugmanagementsystem ist mit den Schätzungen aller Flugbahndaten ausgestattet. „Diese Option wird von Pilotinnen und Piloten in modernen Cockpits schon seit Jahren genutzt. Bislang konnte jedoch vom Boden aus nicht darauf zugegriffen werden“, so Harquin. „Das Grundkonzept des Projekts besteht darin, diese wertvollen Informationen an Bord mit der Flugsicherung am Boden zu teilen.“ Diese Technologie für den Informationsaustausch ist unter der Bezeichnung Automatic Dependent Surveillance – Contract bekannt und verfügt über ständig aktualisierte Informationen zur aktuellen und voraussichtlichen 3D-Position eines Flugzeugs, seine Geschwindigkeit sowie die Zeit, die es für seinen Weg zum Ziel entlang seiner Flugbahn benötigt.
Neue Sicherheitsebene
Im Rahmen einer dreijährigen Demonstration wurden ADS-C-Software-Upgrades auf 90 Flugzeugen von sechs Fluggesellschaften (Air France, British Airways, easyJet, Iberia, Novair und Wizz Air) installiert. Das Projekt PJ31 DIGITS arbeitete mit einer Reihe von Luftverkehrskontrollzentren zusammen, darunter die Maastricht Upper Area Control (MUAC), welche Belgien, die Niederlande und Luxemburg abdeckt, die DFS Deutsche Flugsicherung, ENAV in Italien sowie NATS im Vereinigten Königreich. Während drei Zentren die Technologie im „Schattenmodus“ erprobten, bei dem das Personal in einem nicht betriebsbereiten Raum geschult wurde, traf MUAC die Entscheidung, die Technologie bei einer Untergruppe des geschulten Flugverkehrskontrollpersonals einzusetzen. Dabei wurden die genaueren Flugbahnen parallel zu den auf herkömmlichem Weg berechneten Bahnen auf den Überwachungsgeräten angezeigt. Die Analyse von mehr als 20 000 Flügen zeigte, dass das System die Ungenauigkeit der Vorhersagemodelle des Flugverkehrsmanagements um 30-40 % reduzierte. Das Flugverkehrskontrollpersonal wurde außerdem automatisch gewarnt, wenn die in der Luft und am Boden vorhergesagten Flugbahnen voneinander abwichen. Dies fügt eine weitere Sicherheitsebene hinzu. Die EU hat entschieden, dass das System ab 2027 in alle neuen Flugzeuge eingebaut werden soll und dass alle Flugsicherungsdienstleister in Europa in der Lage sein sollten, diese Daten in ihren Bodengeräten zu empfangen und zu verarbeiten. Die präziseren Daten werden es dem Flugverkehrskontrollpersonal ermöglichen, den Flugverkehr effizienter zu steuern. Dadurch kann die Zeit, die in Warteschleifen verbracht wird, und infolgedessen auch die Umweltbelastung durch Flugverkehr, verringert werden. Zukünftige SESAR-Projekte werden den optimierten Datenaustausch nutzen, um Instrumente zur Konflikterkennung zu erweitern und das Anflugmanagement zu verbessern.
Schlüsselbegriffe
PJ31 DIGITS, Luftverkehrskontrolle, Flugbahn, Flug, Informationsmanagement, Flugverkehrskontrollpersonal, Flugsicherungsdienstleister, Automatic Dependent Surveillance – Contract, ADS-C
