Fluglotsen-Unterstützung für die Konformitätsüberwachung und aktive Führung des Luftverkehrs

Kurzfassung

Das Überwachen des Flugverkehrs im Verantwortungsbereich eines Fluglotsen ist eine der zentralen Aufgaben im Luftverkehrsmanagement. Um den Fluglotsen dabei möglichst effizient zu unterstützen, werden sogenannte Unterstützungssysteme, wie der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelte Anflugplanungssystemprototyp "Four Dimensional Cooparative Arrival Manager" (4D-CARMA) eingesetzt. Diese Unterstützungssysteme vergleichen u. a. den tatsächlich genommenen mit dem geplanten Flugweg eines Luftfahrzeugs und weisen den Fluglotsen in einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (Radarbildschirm) auf eine eventuelle Abweichung hin. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema "Überwachungsunterstützung" von Fluglotsen und zeigt durch die Betrachtung existierender Lotsenunterstützungsysteme wie z.B. dem Host Computer System (HCS) den aktuellen Stand der Technik. Der Fokus liegt sowohl auf der Vorgehensweise bei der Konformitätsüberwachung als auch der grafischen Darstellung von Abweichungen der tatsächlichen von der geplanten Flugbahn, auf dem Radarbildschirm. Die gesammelten Informationen dienen als Grundlage für die Entwicklung eines "Überwachungsunterstützungskonzepts", welches sich an der EUROCONTROL-Spezikation für "Monitoring Aids" orientiert. Dieses Konzept enthält jeweils eine Funktion für die Flugverlaufskontrolle, das Erzeugen von Erinnerungen und der lateralen, längsseitigen und vertikalen Konformitätsüberwachung. Es werden dabei nicht nur die Abweichungen der aktuellen Position vom Plan berechnet, sondern auch mit Hilfe einer kurzfristigen Flugbahnvorhersage potentiell zukünftige Abweichungen vorhergesagt. Für jede dieser Funktionen und jeden Abweichungstyp werden geeignete Symbole entworfen, die dem Fluglotsen bei Bedarf auf dem Radarbildschirm angezeigt werden. Das erstellte Konzept wird auf Basis eines vorhandenen Moduls und eingeschränkter Funktionalität von 4D-CARMA in der Programmiersprache "C++" neu implementiert. Die Implementierung in der, im DLR entwickelten, Mensch-Maschine-Schnittstelle "RadarVision" erfolgt auf Basis der Microsoft Foundation Classes. Anschließend wird gezeigt, dass mit dem Konzept eine frühzeitige Erkennung einer bevorstehenden Abweichung möglich ist und dem Fluglotsen dadurch ein vergrößerter Zeitraum geschaffen wird, um auf diese zu reagieren und das Luftfahrzeug wieder auf den geplanten Flugweg zurückzuführen. Der Zeitraum wird durch eine rechtzeitige Visualisierung der drohenden Abweichung auf dem Radarbildschirm erreicht. Zusätzlich wird anhand eines Vergleichs mit der bisherigen Umsetzung im "4D-CARMA"-System eine Reduzierung der durchschnittlichen Abweichung bei der lateralen, längsseitigen und vertikalen Konformitätsüberwachung gezeigt.