National Transport Library Research Database

FriendlyTMA: För användning av dynamiska inflygningsvägar i TMA (FriendlyTMA: Towards Deployment of Dynamic TMA Arrival Routes)

  • Linköpings universitet, Universitet eller högskola, 202100-3096
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2025-03-01 -- 2029-02-28 ; 9 289 000 kronorRegistration number:
  • Trafikverket 2024/99603
Subject(s): Summary: För närvarande följer flygningar i ett TMA mestadels statiska (fördefinierade) rutter – STARs (Standard Instrument Arrival Routes) och SIDs (Standard Instrument Departures). I en framtid kommer konventionell flygtrafik att dela den urbana lågnivåluftrummet med Urban Air Mobility (UAM) flygningar, exempelvis med EMS-helikoptrar och med andra prioriterade flyg. Dessutom leder redan nu begränsad bankapacitet, väderstörningar, oväntade händelser till ineffektiva flygvägarna inom TMA. I en serie av tidigare och pågående projekt har vi utvecklat och förfinat det matematiska optimeringsramverket för att möjliggöra och avkonfliktera alla-CDO (Continuous Descent Operations) ankomster med minimal miljöpåverkan. De resulterande dynamiska STARs inkluderar väder- och hinderundvikande, och är robusta mot delvisa luftrumsstängningar. I detta projekt kommer vi att ta denna utveckling till nästa steg, där våra lösningar kommer att utvärderas och valideras av flygledare och piloter, med målet att utveckla beslutsstödsverktyg för att övervaka dynamiska rutter, vilket kommer att förbättra förutsägbarheten av ankomster och möjliggör deras automatiska tidsbaserade separation från varandra, från UAM och farligt väder. De resulterande verktygen kommer innefatta följande: - Varje ankommande flygplan kommer att följa en optimal sjunkprofil längs den fördefinierade och konfliktande rutten. - Alternativa rutter kommer att utformas för olika beaktade scenarier, för att generera lösningar som är robusta mot störningar, väderosäkerhet och oförutsägbar efterfrågan på UAM-trafik. - Eftersom ATM kommer att förbli människocentrerat under den närmaste framtiden, kommer särskild uppmärksamhet att ägnas åt att producera rutter som är förutsägbara och lämpliga för mänsklig kontroll. För framtida implementering av det föreslagna dynamiska TMA-konceptet behöver två huvudkomponenter testas: mark-till-flyg kommunikation som är integrerad i FMS på cockpit-sidan och ett nytt beslutsstödsverktyg för ATCOs på ATC-sidan. Genom att skapa en unik plattform för en öppen dialog mellan flygledare och piloter, syftar vi till att uppnå en gemensam bild av hur man kan synkronisera ankomstoperationer och förbättra deras miljömässiga och operativa effektivitet.Summary: Currently, flights through a TMA mostly follow static (pre-defined) routes -- the STARs and the SIDs. In the future, conventional aviation will share urban low-level airspace with Urban Air Mobility (UAM) flights such as EMS helicopters and other priority flights. Runway capacity limitations, weather disruption, and unexpected events lead to significant inefficiency of the resulting trajectories in TMA. In a series of previous and ongoing projects, we have developed and matured the mathematical optimization framework for automated de-confliction of all-CDO arrivals with minimal environmental footprint. The dynamic STARs feature weather and obstacle avoidance, and are robust against overcapacity and partial airspace closures. We also proposed a Concept of Operations to connect the theoretical developments with the technical enablers. In this project, we will take this development to the next stage, where our automation solutions will be evaluated and validated by ATCOs, pilots and aviation engineers, targeting decision-support tools for generating dynamic TMA routes, which will improve predictability of the arrivals and enable their automated time-based separation from each other, from UAM vehicles and weather hazards. The resulting tools will support the following: - Each arriving conventional aircraft will follow an optimal descent profile along the predefined and deconflicted route. - Alternative routes will also be designed for various considered scenarios, in order to output solutions robust to runway capacity limitations, disruptions, weather uncertainty, and unpredictable demand for UAM traffic. - Since the ATM will remain human-centric in the near future, special attention will be given to producing routes that are predictable and amenable to human control. For implementation of the dynamic TMA concept, two main components need to be tested: ground-to-air communication integrated within the FMS on the cockpit side and develop a new decision-support tool for ATCOs on ATC side. By creating a unique platform for an open dialog between the controllers and pilots, we aim to achieve a common picture of how to synchronize arrival operations and improve their predictability and environmental efficiency.
Item type: