TABATS - Testbench for Agent-based Air Traffic Simulation
Die Luftverkehrssimulation Testbench for Agent-based Air Traffic Simulation (TABATS) wurde an der Professur im Rahmen des SESAR WP-E Forschungsprojekts UTOPIA entwickelt und ist für die Untersuchung von komplexen Luftverkehrsszenarien geeignet. Im UTOPIA Forschungsprojekt wurde TABATS für die agenten-basierte Simulation eines typischen Verkehrsszenarios am Flughafen Frankfurt/Main (EDDF) im Zusammenspiel mit einem Arrival Manager der Firma Barco-Orthogon und einer weiteren Luftverkehrssimulation von Boeing Research & Technology Europe (BRTE) eingesetzt. Das Verhalten der Luftfahrzeuge wird über ein Modell eines A320 Flight Management and Guidance System (FGMS) realisiert und umfasst laterale als auch vertikale und zeitliche Führungskonzepte. Weiterhin ist TABATS in der Lage, typische Anweisungen (z.B.Vectoring, Holding, RTA Anweisungen) der Luftverkehrskontrolle umzusetzen. Die Simulationsumgebung umfasst insgesamt 10661 Flughäfen, knapp eine halbe Million Wegpunkte und Navigationshilfen sowie die zu den Flughäfen zugehörigen An- und Abflugverfahren und ermöglicht somit die Simulation des globalen Lufverkehrs auf mikroskopischer Ebene. Die Integration der BADA3 und/oder BADA4 Flugleistungsdaten ermöglicht die exakte Vorhersage von vierdimensionalen Flugbahnen und die exakte Regelung realisticher Flugprofile von insgesamt 129 verschiedenen Luftfahrzeugtypen (z.B. A320, B737, A340, C550, BAE 146). Zudem wird durch die realistische Abbildung der Umweltbedingungen, vor allem des Windes und von widrigen Wetterbedingungen (Gewitterzellen), der Weg zu einer ergebnisorientierten Forschung im Bereich Trajektorien Management, Safety Assessment und Airport Operations mit aussagekräftigen Ergebnissen geebnet. Die offene Schnittstellenkonzeption ermöglicht die Anbindung weiterer Simulations- bzw. Unterstützungssystem, wie bspw. eines Arrival oder Departure Managers (AMAN/DMAN). Zudem sollen die an der Professur vorhandenen Lotsenarbeitsplätze künftig mittels von der Professur entwickelter Software erweitert und in einen Simulationsverbund integriert werden. Die Arbeitsplätze können somit im Rahmen der Forschung für Human in the Loop (HIL) Experimente genutzt werden, in denen TABATS im Hintergrund die Simulation des Luftverkehrs übernimmt. Die umfangreiche Datenaufnahme während der Simulation vereinfacht die exakte Auswertung des simulierten Luftverkehrsszenarios sowohl auf makroskopischer Ebene als auch sehr detailiert für jeden Einzelflug.
- Vereinfachtes Modell eines Airbus A320 Flight Management and Guidance Systems (FMGS) mit erweiterter Funktionalität (Required-Time of Arrival (RTA), 4D-Trajektorienvorhersage)
- Stochastisches Wetter-Modul zur Simulation von Wind und widrigen Wetterbedingungen (Gewitterzellen, Starkregen)
- Dynamische Routen-Neuberechnung zur Umfliegung widriger Wettergebiete unter Nutzung einer regelmäßigen Gitterstruktur
- Real- und Schnellzeitsimulation
- Vorhandene TCP/IP Schnittstelle zur Anbindung an weitere Simulationsmodule, bspw. AMAN (vgl. SESAR WP-E Forschungsprojekt UTOPIA)
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Nutzung der Simulation als Grundlage für Lotsenarbeitsplätze
- Seperation von Luftfahrzeugen mittels vereinfachtem Fluglotsenmodell
- Integration moderner Anflugverfahren, bspw. Continous Descent Operations (CDO)
- Integrierte Analyse und Auswertung der erzeugten Trajektoriendaten
- Erweiterte Validierung im TMA-Bereich anhand von Radaraufzeichnungen in Kombination mit Lotsenanweisungen
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Tobias Gerbothe
- Thomas Kunze