Optimierung von Flugrouten - Remaining Track Miles

Studien- oder Masterarbeit

Vor dem Hintergrund des Wandels zum ökoeffizienten Fliegen ist die Optimierung von Flugrouten noch stärker in den Fokus der Forschung gerückt. Dabei ist die horizontale Flugbahn mit einer Effizienz von rund 97% bereits stark optimiert [1]. Die vertikale Flugführung bietet hingegen weiteres Optimierungspotenzial. Für den Sinkflug hat eine europaweite Studie der EUROCONTROL im Jahr 2018 gezeigt, dass dabei weiterhin ein enormes Potenzial besteht (~1.1 Mio. t CO₂) [2].

 

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Die Luftraumstruktur und die Verkehrssituation müssen es dem Fluglotsen ermöglichen, die optimale Trajektorie freizugeben, damit ein optimaler Sinkflug geflogen werden kann. Auf der Pilotenseite besteht die Aufgabe darin, das optimale vertikale Profil zu bestimmen. Dies ist von vielen Faktoren (z.B. Gewicht, Wind) abhängig. Prinzipiell werden die Piloten dabei durch das Flight Management System unterstützt. Jedoch fehlt in der Praxis oft eine entscheidende Information: die exakt verbleibenden Flugdistanz. Daher wird häufig auf Faustformeln zurückgegriffen. Auch der Fluglotse, der den initialen Sinkflug freigibt, kennt diese Information in der Regel nicht. Oftmals entscheidet sich die Länge der zu fliegenden Strecke erst spät im Anflug, da dort die finale Staffelung zu anderen Verkehrsteilnehmern hergestellt wird.

In der ausgeschriebenen Arbeit sollen zum einen die CO₂-Emissionen bestimmt werden, die durch das Fehlen dieser Information entstehen. Des Weiteren soll ein System entwickelt werden, das auf Grundlage der aktuellen Situation (Verkehrslage, Wetter) die verbleibende Flugdistanz für den Sinkflug vorhersagt. Es soll untersucht werden, wie gut diese Zielsetzung mit einem MaschineLearning Model erfüllt werden kann und wie viel des quantifizierten Sparpotentials eingespart werden kann.

Schlagworte: Ökoeffizienz, Verkehrsoptimierung, Air Traffic Management, Machine Learning

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Kontakt:
Jonas Füllgraf, E-Mail: j.fuellgraf(at)tu-braunschweig.de