Sicherheitsoptimierte Anflugsteuerung auf große Flughäfen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hartmut Fricke
• Fachliche Zuordnung: Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445666898

Mittels am Lehrstuhl entwickelter Sicherheitsanalyseverfahren für das soziotechnische System „Flugverkehrskontrolle“ im Nahbereich von Flughäfen soll die heutige kapazitätsentscheidende Anflugsteuerung von komplexen Flughäfen in einen Gesamtoptimierungsprozess unter besonderer Beachtung der Luftverkehrssicherheit integriert werden. Heutige Steuerungsverfahren basieren zwar auf vorgelagerter Sicherheitsbewertung zu Routendesign, Verfahrensregeln und Randbedingungen. Im operativen Einsatz aber, durch deutliche Schwankungen (Wetter, Verkehrszusammensetzung) in der tatsächlichen Nutzung geprägt, werden aktuell nur operative Leistungsindikatoren erfasst und die Sicherheit „vor die Klammer“ als per se attestiert gezogen. Diesem faktischen Fehler wird durch konservative Regeln für Separationswerte zwischen anfliegenden Luftfahrzeugen begegnet, er führt das System aber in einen nicht gesamtoptimalen Betriebszustand. Durch Integration der Sicherheitsbewertung als Online Verfahren soll auf taktischer Ebene erreicht werden, Sicherheitsanalysen ständig in der Leistungsbewertung mitlaufen zu lassen und so zusätzliche Luftraum- und Start-/ Landebahnkapazität zu heben. Hierzu muss die Korrelation von quantitativen Sicherheitskennzahlen (Kollisions-/Vorfallwahrscheinlichkeiten) und den vielfältigen ökologisch/ökonomischen Leistungsmerkmalen (Kapazität, Umwelt, Kosteneffizienz) bekannt sein, ein bisher nicht erreichter Sachverhalt. Postuliert wird eine positive Korrelation zwischen Gefahrenpotenzial und sog. „Verkehrskomplexität“ als Entropie, d.h. als Maß der Unordnung und damit Maß der Arbeitsbeanspruchung im System Verkehr, für welche bereits teilvalidierte Modelle vorliegen. Da von Gegensätzlichkeit zwischen beiden Zielfunktionen auszugehen ist, soll der Zusammenhang von diesbezüglichen Tradeoffs im ATM im Weiteren erforscht werden: Methodisch sollen hierzu multi-objektive Optimierungsverfahren auf eine am Lehrstuhl vorliegende agentenbasierte Schnellzeitsimulation angewandt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen