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PROB4LOWW - Probabilistische MET-Informationen für die Kapazitätsoptimierung im Arrival- und Departure-Management

In der gegenständlichen Sondierung soll ein Konzept zur Verwendung von probabilistischen MET-Informationen in der Kapazitätsoptimierung im Arrival- und Departure-Management erarbeitet werden. Aus der Flugplanung sowie mittels detaillierter Flugverkehrssimulationen wird das Cost-Loss-Verhältnis ermittelt, mit dem sich für die probabilistischen Vorhersagesysteme im Rahmen von Economic Decision Models optimale Wahscheinlichkeitsschwellen zur Festlegung von Anflugraten oder Abflugraten beim Auftreten der jeweiligen Wetterphänomene bestimmen lassen.

Kurzbeschreibung

Ausgangspunkt / Motivation

Wetterphänomene wie Gewitter, Starkwind und Nebel sind für 80-90% aller Verspätungen am Flughafen Wien Schwechat verantwortlich. 100%-exakte Prognosen dieser Wetterereignisse in der für das Air Traffic Management (ATM)-System erforderlichen räumlichen und zeitlichen Genauigkeit sind jedoch prinzipiell nicht möglich.

Das liegt an der Natur der Wetterphänomene, welche durch ihre Kleinräumigkeit und hohe zeitliche Variabilität keine exakten Prognosen zulassen. Aufgrund dieses wahrgenommenen Mangels beruht die Einschätzung von Kapazitäten im Arrival- und Departure Management zur Zeit hauptsächlich auf dem subjektiven Urteil von Meteorologen und Flugverkehrsleitern. Die der Wettervorhersage inhärenten Unsicherheiten sind in den Entscheidungen daher nur ungenügend berücksichtigt.

Ziel

Nachweis, dass der Einsatz von probabilistischen Wetterprognosen im Arrival- und Departure-Management sinnvoll und machbar und der dadurch erzielte Nutzen bewertbar ist.

Inhalt

Probabilistische Wettervorhersagen versuchen die Unsicherheiten in der Prognose in Form von Wahrscheinlichkeiten des Eintretens relevanter Wetterereignisse abzubilden. In der gegenständlichen Sondierung soll ein Konzept zur Verwendung von probabilistischen MET-Informationen in der Kapazitätsoptimierung im Arrival- und Departure-Management erarbeitet werden. Experten zu Flugbetrieb, Flugplanung, ATM, und Flugverkehrssimulation identifizieren und analysieren gemeinsam mit Meteorologen alle wetterabhängigen ATM-Entscheidungen.

Methodik / Vorgehensweise

Aus der Flugplanung sowie mittels detaillierter Flugverkehrssimulationen werden die Kosten ermittelt, die beim Eintreten eines Wetterereignisses anfallen ("Loss"), und den Kosten gegenübergestellt, die erforderlich sind, um sich vor den Auswirkungen des Ereignisses bestmöglich zu schützen ("Cost"). Aus dem so gewonnenen Cost-Loss-Verhältnis lassen sich für die probabilistischen Vorhersagesysteme im Rahmen von Economic Decision Models optimale Wahscheinlichkeitsschwellen zur Festlegung von Anflugraten oder Abflugraten beim Auftreten der jeweiligen Wetterphänomene bestimmen.

Erwartete Ergebnisse

Mit diesem multidisziplinären und kostenbasierten Ansatz sollen Wahrscheinlichkeits-informationen gewinnbringend (im Sinne der Reduktion von Verspätungskosten, besserer Planbarkeit und bewältigbarer Workload der Fluglotsen) in deterministische Entscheidungsprozesse und Verfahren übersetzt und integriert werden.

Die Verwendung von Wahrscheinlichkeitsinformation verdeutlicht, dass auf unsicherer Information beruhende Entscheidungen zuweilen auch inkorrekt sein können. Zum Zwecke der Mitigation dieses Risikos soll daher ein adaptives Verfahren konzipiert werden, das im Abgleich mit der realen Wetterentwicklung die Vorhersage und die darauf basierenden Maßnahmen kontinuierlich anpasst.

Ergebnis zu Projektende

Es wurde nachgewiesen, dass der Einsatz von probabilistischen Wetterprognosen im Arrival- und Departure-Management sinnvoll und machbar und der dadurch erzielte Nutzen bewertbar ist.

Projektbeteiligte

Förderprogramm: TAKE OFF