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Titel:

Der Einsatz von Echtzeitsimulationen zur Konzeptvalidierung und Systemgestaltung im Bereich des Flugverkehrsmanagements am Beispiel des Flughafennahbereichs Frankfurt/Main

Autor(en): O. Haßa
Zusammenfassung: Der Luftverkehr bildet heute einen wichtigen Teil der modernen Verkehrsinfrastruktur. Dabei ist Deutschland mit seiner zentralen Lage in Mitteleuropa ein wichtiger Knotenpunkt des internationalen Luftverkehrs. Die Verkehrsdichte im deutschen Luftraum zählt bereits jetzt zu den höchsten weltweit. Alle Prognosen gehen dennoch von einer weiteren, erheblichen Steigerung der Verkehrszahlen aus. Insbesondere im Bereich der Flughäfen befindet sich das System Luftverkehr jedoch bereits jetzt in der Sättigung. Eine weitere Steigerung der Verkehrszahlen wird zu einer wachsenden Zahl an Verspätungen führen. Einer der Engpässe ist dabei die verfügbare Landekapazität. Viele deutsche und internationale Flughäfen sind daher mit der Notwendigkeit einer Kapazitätssteigerung konfrontiert. Eine schnelle Durchführung des dafür erforderlichen Infrastrukturausbaus ist jedoch oft nicht möglich, da dies einen tiefen Eingriff in die vorhandene Siedlungs- und Industrieinfrastruktur erfordern würde. Im Bereich der Flugsicherung werden seit geraumer Zeit Simulationen für unterschiedliche Aufgabenstellungen eingesetzt. Die vorliegende Arbeit bietet zunächst eine Einführung in die Anwendung von Simulationen im Bereich des Flugverkehrsmanagements. Dabei werden die unterschiedlichen Klassen der dabei genutzten Simulatoren und deren Einsatzgebiete vorgestellt und erläutert. Für den Bereich der Echtzeitsimulation werden anschließend die Modellbildung, -verifikation und -validierung der Flugleistung und des Luftfahrzeugverhaltens an zwei Beispielen beschrieben. Es folgt eine Einführung in die speziellen Herausforderungen im Flughafennahbereich am Beispiel des Flughafens Frankfurt/M. Dieser Flughafen arbeitet an seiner Kapazitätsgrenze. Daher beschäftigt sich eine große Anzahl an Vorhaben mit Maßnahmen zur verbesserten Ausnutzung der vorhandenen Kapazität. Viele dieser Projekte setzen auch Echtzeitsimulationen für unterschiedliche Aufgabenstellungen ein. Der Vortrag beschäftigt sich mit zwei dieser Aufgabenstellungen: der Konzeptvalidierung und der Systemgestaltung durch Echtzeitsimulationen. Es werden insgesamt vier Beispiele für derartige Simulationen und den dabei eingesetzten Methoden beschrieben. Zur Illustration der Konzeptvalidierung durch Echtzeitsimulation dienen die Untersuchungen der Projekte "Sequencing and Merging" und "Dual Threshold Operations". Es folgen zwei Beispiele zur Systemgestaltung: eine Luftraumstrukturuntersuchung und die Entwicklung eines Systems zur Anflugplanung. Die dabei eingesetzten und im Vortrag beschriebenen Methoden reichen dabei von strukturierten Interviews über die Erhebung der subjektiven Beanspruchung sowie physiologischer Daten (z.B. der Herzratenvariabilität) bis hin zur so genannten Aktivitätenanalyse. Bei dieser werden die für die Fragestellung relevanten Aufgaben bzw. Aktivitäten der Versuchsteilnehmer in ihrer Häufigkeit und Dauer erfasst und analysiert. Der Beitrag spannt damit einen Bogen von den unterschiedlichen Simulatorklassen und den darin eingesetzten Prozess- und Systemmodellen über den Einsatz der Echtzeitsimulation zur Konzeptvalidierung und Systemgestaltung bis hin zu den dabei verwendeten Methoden zur Beantwortung der auftretenden arbeitswissenschaftlichen Fragestellungen. Ein kurzer Ausblick auf die zukünftigen Herausforderungen im Bereich der Flugsicherung und den dadurch bedingten Anforderungen an die Simulationssysteme und Untersuchungsmethodiken beschließt den Vortrag.
Veranstaltung: 49. Fachausschusssitzung Anthropotechnik der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.
Medientyp: Conference Paper
Sprache: deutsch
Veröffentlicht: DGLR-Bericht, 2007, 2007-04, Simulationsgestützte Systemgestaltung; S.223-259; 2007; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn
Preis: NA
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Kommentar:
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Stichworte zum Inhalt: antropotechnik
Verfügbarkeit: Bestellbar
Veröffentlicht: 2007


Dieses Dokument ist Teil einer übergeordneten Publikation:
Simulationsgestützte Systemgestaltung