Simulationsbasierte Bewertung CO2-optimierter Flugpläne im europäisch-nordamerikanischen Luftverkehrsnetz; Projekt: NetShAir

Abstract

Im Vorhaben NetShAir wurden neuartige Ansätze zur gemeinsamen Nutzung von Flugzeugen und Passagierkapazitäten zwischen Fluggesellschaften untersucht. Auf Grundlage einer optimierten Netzstruktur wurden für die Bezugsjahre 2018 und 2035 Flugpläne und Flugzeugumläufe für Non-Sharing- und Sharing-Szenarien entwickelt. Die operationelle Überprüfung dieser Flugpläne erfolgte anschließend mit einer hybriden Gate-to-Gate-Simulationsumgebung. Ziel der Simulation war nicht die erneute Optimierung der Flugpläne, sondern die Prüfung, ob die erzeugten Umläufe unter den angenommenen luft- und bodenseitigen Randbedingungen stabil abgebildet werden können. Hierzu wurden die Flugbewegungen einschließlich der flugzeugtypspezifischen Trajektorien simuliert und mit den Bodenprozessen an den beteiligten Flughäfen gekoppelt. Betrachtet wurden insbesondere die Entwicklung der Flugzeuge am Boden, die zeitliche Verteilung der Ankünfte und Abflüge sowie die Auslastung der verfügbaren Gate- und Standressourcen. Die bestehende Simulationsumgebung war ursprünglich im Wesentlichen auf den europäischen Luftraum ausgerichtet und wurde für die Untersuchung um die nordamerikanische Routen- und Flughafendatenbasis erweitert. Aus den verfügbaren Navigationspunkten wurde hierzu eine zusammenhängende graphbasierte Routenstruktur erzeugt. Auf dieser Grundlage konnten die benötigten Flugwege zwischen europäischen und nordamerikanischen Flughäfen bestimmt und in die Trajektorienberechnung übernommen werden. Darüber hinaus wurden die szenariospezifischen Annahmen der Settings C-1 bis C-3 in die Simulation überführt (siehe Kapitel 2.4). Dazu gehörten insbesondere Änderungen der Turnaround-Zeiten, der Sitzplatz-kapazitäten und der Kabinenmassen. Die Flugpläne wurden jeweils über eine vollständige repräsentative Woche simuliert, sodass neben einzelnen Belastungsspitzen auch mögliche zeitliche Akkumulationen innerhalb der Flugzeugumläufe erfasst werden konnten.