Konzept zur Echtzeit-Disposition gestörter Trajektorien im Luftverkehr

Abstract

Die vorliegende Masterarbeit behandelt das umfangreiche Gebiet der Konflikterkennung und -lösung von Luftfahrzeugen in einem überwachten Luftraum. Von einem Konflikt wird immer dann gesprochen, wenn die horizontale und vertikale Separation zweier Luftfahrzeuge unterschritten wird. Eine Unterschreitung ist hierbei aber nicht gleichzusetzen mit der Kollision von Luftfahrzeugen. Um Konflikte aufzulösen, sind entsprechende Dispositionsentscheidung erforderlich, welche aufgrund ihrer Auswirkungen sowie der Randbedingungen komplex sind. Im weiteren Verlauf wird das Konzept zur Echtzeit-Disposition beschrieben. Es wird herausgestellt, dass eine alleinige Betrachtung der reinen Konfliktlösung durch Dispositionsmaßnahmen nicht zielführend ist. Aus diesem Grund, werden zunächst erste Einblicke, Hinweise und Lösungen herausgearbeitet, die für eine effiziente zusammenhängende Konflikterkennung und Konfliktlösung erforderlich sind. Dabei erfolgt das Erkennen von Konflikten unter Zuhilfenahme eines Algorithmus zur paarweisen Konflikterkennung. Mithilfe dieses Modelles lässt sich der Ein- und Austrittszeitpunkt des Konfliktbereichs sowie der Punkt, der geringsten Annäherung bestimmen. Die optimale Auflösung des Konfliktbereichs wird als lineares Programm beschrieben, welches mithilfe der Spaltengenerierung gelöst wird. Die Spaltengenerierung fügt dem linearen Programm, hierbei eine sinnvolle Menge an alternativen Trajektorien hinzu. Die Suche einer alternativen Trajektorie entspricht dabei dem kürzesten Weg in einem Wegenetz. Als Kantengewichte werden Verspätungskosten sowie Schattenpreisen berücksichtigt. Das Ziel des linearen Programms ist es, eine optimale neue und konfliktfrei Trajektorie zu generieren, die dabei die geringste Abweichung von der gestörten Original-Trajektorie hat.