Collision Risk Modelling Capability for Independent Parallel Approaches

Projektinformation

Seit vielen Jahren stellt die Sicherheitsforschung in der Luftfahrt einen Schwerpunkt der Professur dar. Zahlreiche Forschungspapiere konnten erfolgreich im Kontext der Kollisionsrisikoberechnung im Nahbereich großer Flughäfen mit komplexen Verkehrsverfahren platziert werden. Besonderer Fokus der Forschungsarbeit liegt einerseits auf der Behandlung von Kollisionsrisiken im Bodennahbereich (Obstacle Clearance) sowie von Kollisionen zwischen Luftfahrzeugen in der Luft (sog. Mid-air Collisions). Aufgrund dieser soliden Vorarbeiten hat sich EUROCONTROL entschlossen, mit dem IFL zusammen zu arbeiten, um die Forschungsarbeiten in diesen Bereichen begleiten und verstärken zu können. Das IFL erhielt den Zuschlag für das Projekt „Collision Risk Modelling (CRM) Capability for Independent Parallel Approaches“. Inhalt des Projektes ist neben weiterführender statistischer Gefahrenmodellierung die Entwicklung einer CRM Schnellzeitsimulation im Kontext reduzierter Staffelung im Anflug bei unabhängigem Betrieb paralleler, dicht beieinanderliegenden Landebahnen im Sinne von ICAO SOIR (Manual on Simultaneous Operations on Parallel or Near-Parallel Instrument Runways).

Modellierung des Status-Quo

Zunächst wurde basierend auf aktuellen Spezifikationen und Regularien ein Modell entwickelt, welches den heutigen Stand des operativen Betriebs abbildet. Grundlage hierfür bildet das ICAO Dokument Doc. 9643: Manual on Simultaneous Operations on Parallel or Near-Parallel Instrument Runways (SOIR). Dies definiert Anforderungen an luft- als auch bodenseitige Verfahren, sowie an benötigte Überwachungseinrichtungen und das Systemverhalten.

Das entwickelte Modell wurde anhand historischer Studien und deren Ergebnisse validiert. Grundlage hierfür bildet die im Rahmen der Projekte DFG Safety I und II entwickelte, agentenbasierte Monte-Carlo Simulationsumgebung, welche entsprechend der Modellanforderungen für den Einsatz im CRM Projekt adaptiert wurde.

Erweiterungen zur Untersuchung neuartiger Anflugprozeduren

Basierend auf dem Referenzmodell wurden in einem zweiten Projektabschnitt im Rahmen mehrerer Arbeitspakete schrittweise Erweiterungen vorgenommen, welche es erlauben, moderne und zukunftsweisende Anflugprozeduren sowie Änderungen im Layout der Anflugstrukturen zu untersuchen. Hierzu zählen insbesondere die Einführung alternativer Sicherheitsbarrieren, um flexibel auf Gefahren reagieren zu können und durch feingranulare Abwägungen die optimal Balance zwischen Sicherheit und Kapazität im Anflug zu erreichen.

Publikationen

Stanley Förster, Hartmut Fricke, Bruno Rabiller, Brian Hickling, Bruno Favennec und Karim Zeghal (2019): Analysis of Safety Performances for Parallel Approach Operations with Performance-based Navigation, 13^th USA/Europe Air Traffic Management Research and Development Seminar (ATM2019), Vienna, Austria
Hartmut Fricke, Stanley Förster, und Markus Vogel (2018): Using agent-based modeling to determine collision risk in complex TMA environments: the turn-onto-ILS-final safety case, Aeronautics and Aerospace Open Access Journal, Vol 2.
Stanley Förster, Hartmut Fricke, und Markus Vogel (2018): Using Agent-Based Modeling to Determine Collision Risk in Complex TMA Environments, 8^th International Conference on Research in Air Transportation (ICRAT), Castelldefels, Spain
Stanley Förster, Hartmut Fricke, und Markus Vogel (2017): Collision Risk Assessment Methodology for Parallel Approach Operations, Modelling and Simulation in Flight Simulation Conference, London, UK

Ansprechpartner

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Dipl.-Inf. Stanley Förster

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Professur für Technologie und Logistik des Luftverkehrs

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Gerhart-Potthoff-Bau (POT), Raum 167 Hettnerstraße 1-3

01069 Dresden

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