KDC

In 2015 is in KDC aan twaalf projecten gewerkt. Deze twaalf projecten betreffen acht kortlopende studies en vier meerjarige studies. Van de twaalf projecten waaraan is gewerkt zijn er in 2015 tien afgerond (zeven kortlopende en drie meerjarige). Twee studies hebben een vervolg in 2016.

In onderstaand figuur is aangegeven op welke terreinen resultaten zijn geboekt in 2015.

De behaalde resultaten betreffen drie verschillende onderzoeksclusters van de KDC-Onderzoekagenda 2015: 

  1. Het onderzoekscluster “Airline Operational Efficiency”, hoofdstuk 4 van de onderzoeksagenda;
  2. Het onderzoekscluster “Airport Capacity”, hoofdstuk 6 van de onderzoeksagenda;
  3. Het onderzoekscluster “Arrival management”, hoofdstuk 8 van de onderzoeksagenda. 

Per cluster wordt toegelicht welke resultaten behaald zijn. 

A.     Airline Operational Efficiency 

In dit cluster zijn vier studies uitgevoerd:  

A1. Inbound sequencing based on Airline Priorities
A2. Insight in Operational Efficiency 
A3. Capacity and Runway Predictions 
A4. Applications of SWIM 

De volgende resultaten zijn behaald: 

A1. Inbound sequencing based on Airline Priorities 

Deze studie is uitgevoerd door de combinatie van MovingDot, To70 en Ferway. Uitgangspunt was dat een arrival manager met vergrote planningshorizon rekening kan houden, rekening moet houden, met de prioriteiten van airlines. Als eerste praktische stap werd gedacht aan het omwisselen van toestellen van dezelfde maatschappij, op basis van prioriteit, in een inbound piek. Deze “intelligentie” zou kunnen worden toegevoegd aan een verbeterde arrival manager met vergrootte planningshorizon. De door MovingDot geleide studie richtte zich op oplossingen voor de korte termijn aan de hand van case studies. 

De resultaten zijn bemoedigend en de indruk bestaat dat “airline priorities” al vrij snel geïmplementeerd zouden kunnen worden. Een belangrijke eerste stap zou gezet kunnen worden op basis van de implementatie van een “flexibele TP”, een trajectory predictor die rekening houdt met de daadwerkelijk gevlogen snelheid. Verwacht wordt dat een vervolgstudie nodig zal zijn waarbij een expertimentele arrival manager getest wordt, die rekening houdt met airline priorities. 

A2. Insight in Operational Efficiency 

Deze studie is uitgevoerd door MovingDot en To70. Op basis van het huidige verkeersafhandelingsconcept en actuele vliegprofielen is een inzicht gecreëerd waar inefficiënties in de operatie zich voordoen. De studie had als doel inzichtelijk te maken op welke punten de vliegoperatie in het Nederlandse luchtruim kan worden verbeterd. Het rapport heeft een basis gelegd om een aantal efficiency indicatoren te gaan gebruiken die door zowel LVNL en KLM worden herkend. In de studie zijn een aantal KLM citypairs (bestemmingen) gekozen waar met gebruikmaking van de set indicatoren een suggestie is gedaan om de efficiency te verhogen. Deze aanbevelingen zijn grotendeels in lijn met aanpassingen die zijn voorzien in de luchtruimvisie. 

A3. Capacity and Runway Predictions 

Doelstelling van deze studie was gericht op het nauwkeuriger voorspellen van het baangebruik en bijbehorende capaciteit op de luchthaven Schiphol. Vluchtplanning voor intercontinentale vluchten vangt reeds 15 tot 20 uur voor landingstijd aan. Een nauwkeurige voorspelling van de baan die in gebruik is en de verwachte drukte in de TMA zijn ankers waarop de hoeveelheid brandstof, die benodigd is voor de vlucht, wordt bepaald. To70 heeft een web based applicatie gemaakt die op basis van de verwachte weersomstandigheden en historische baan en capaciteitscijfers een voorspelling doet die 30 uur vooruit kijkt. Deze tool is bij KLM dispatch geëvalueerd. De prestaties van het algoritme zijn indrukwekkend te noemen. Om de capacity and runway prediction tool daadwerkelijk in productie te nemen dienen een aantal onvolkomenheden nog te worden opgelost. Dit gebeurt in 2016 in een KDC vervolgstudie. KLM overweegt na deze periode de capacity and runway prediction tool in gebruik te nemen. 

A4. Applications of SWIM 

In juli 2014 is de Pilot Common Project Implementing Regulation (IR) van kracht geworden. Deze IR vereist implementatie van een zestal functionaliteiten die betrekking hebben op de luchtverkeersleiding in de periode tot 1 januari 2025. System Wide Information Management is één van de functionaliteiten die vereist wordt in de PCP IR. 

In de PCP IR staan onder de SWIM functionaliteit een groot aantal systemen genoemd waarvan de gegevens moeten worden ontsloten. Deze long-list van gegevens heeft binnen de sector de vraag opgeroepen welke gegevensontsluiting de meeste baten opleveren en dus met prioriteit zou moeten worden uitgevoerd. 

De studie heeft een adviesdocument opgeleverd voor KLM, AAS en LVNL met verplichtingen waaraan in de periode tot 2024 moet worden voldaan. Daarnaast bevat het adviesdocument “opportunities” oftewel kansen voor SWIM op de korte termijn. Het betreft applicaties die op de korte termijn benefits kunnen genereren en die om die reden op de implementatiestrategie van KLM, AAS en LVNL horen. Besluitvorming over het plaatsen van SWIM implementatiestappen moet nog genomen worden. 

B.     Airport Capacity 

In dit cluster zijn vier studies uitgevoerd:    

B1. Operational requirements Schiphol Ground Infrastructure 2016-2020
B2. Workload Model Schiphol Ground Control
B3. Common GND Safety Model
B4. Time Based Separation 

De volgende resultaten zijn behaald: 

B1. Operational requirements Schiphol Ground Infrastructure 2016-2020 

In deze studie zijn simulaties voor de luchthaven Schiphol uitgevoerd om informatie aan te dragen voor een roadmap van noodzakelijke investeringen om 500.000 vliegtuigbewegingen in 2020 mogelijk te maken. De werkzaamheden zijn uitgevoerd in twee fasen:   

1. Het identificeren van knelpunten die gepaard zullen gaan met de verwachte verkeerstoename
    voor de periode 2016-2020;
2. Het onderzoeken van mogelijke oplossingen voor deze knelpunten om zo het verkeer op de
    grond veilig en efficiënt af te handelen.   

Op basis van de beschikbare vliegschema’s voor 2016 en 2020 is een inventarisatie van knelpunten opgesteld welke met brainstormsessies met operationeel personeel is gevalideerd. Naast de toegenomen verkeersdrukte zijn een aantal knelpunten nader onderzocht. Voor de volgende zes infrastructurele aanpassingen zijn de mogelijke effecten gekwantificeerd voor noordelijk en zuidelijk baangebruik: 

  • Dubbele Quebec;
  • Extra entry RWY24;
  • Extra rijbaan G/H baai;
  • Verlengde C-pier;
  • Verlengde F-pier;
  • Dubbele rijbaan stemvork.

De resultaten van de studie zijn meegenomen in de aanbevelingen van noodzakelijke investeringen in de roadmap en hebben bijgedragen aan keuzes tussen asset en non-assetoplossingen.

Vervolgstappen kunnen worden gezet in de uitbreiding van de onderzochte baancombinaties als ook andere infrastructurele oplossingen. 

B2. Workload Model Schiphol Ground Control 

In dit project is een eerste versie opgesteld van het werklastmodel voor het werk van de Ground Controller op de luchthaven Schiphol. Met behulp van experts is een modelstructuur opgesteld met typische Ground Control factoren voor vier verschillende baancombinaties. 

Uitgangspunt voor dit project was dat het werklastmodel zou worden ontwikkeld op basis van het bestaande werklastmodel voor ACC. De structuur van het model, waarbij op basis van ‘vaste’ routes werklast per vlucht wordt bepaald, is gelijk gebleven. De interactie van vluchten op verschillende routes die kruisen of samenkomen, is op dezelfde manier gemodelleerd. De interactie van vluchten op dezelfde route is in het huidige model verdwenen. Deze zou in een versie van het model dat geschikt is voor Beperkt Zicht Omstandigheden weer terug kunnen keren. De factoren die de werklast per vlucht bepalen zijn wel fors aangepast, aangezien deze fundamenteel anders zijn bij Ground Control in vergelijking met ACC.  

Het resultaat in de vorm van een modelstructuur met GC WL factoren en een inspanningsmatrix met werklastcoëfficiënten wordt door de betrokken experts herkend als een goede weergave van GC inspanningen.  Met de voorgestelde validatiemethodiek is een eerste validatie gedaan waaruit niet direct blijkt wat de waarde van het model is in vergelijking met praktische verkeerssituaties. De validatietechnieken waren daarvoor niet voldoende. Verbeteringen van het model aan de hand van gevoeligheidsanalyses en validatiemateriaal aan de hand van betere, subjectieve werklastmetingen, zijn daarvoor essentieel.  

Deze eerste versie van het werklastmodel zal de basis vormen voor verdere validatie en toepassingen, zoals het modelleren van de effecten van de inzet van een derde ground controller op Schiphol. 

B3. Common GND Safety Model 

In de Schiphol manoeuvring area wordt een complexe grondoperatie uitgevoerd door meerdere partijen die van elkaar afhankelijk zijn voor het goed en veilig laten verlopen van deze operatie. Uncontrolled manoeuvres leiden echter tot operationele verstoringen in de Schiphol manoeuvring area. Deze operationele verstoringen limiteren de verkeerscapaciteit en efficiency, en brengen veiligheidsrisico’s met zich mee. 

In dit project is in nauwe samenwerking met LVNL en AAS de structuur van een Common Ground Safety Model (CGSM) ontwikkeld dat inzicht biedt in de hoofdoorzaken en risico’s van uncontrolled manoeuvres in de Schiphol manoeuvring area door vliegtuigen, sleeps en voertuigen, met uitzondering van de start- en landingsbanen. 

Het CGSM hanteert de bow-tie methodiek en bestaat nu uit de volgende onderdelen:
        • Uncontrolled manoeuvres (door vliegtuig, sleep of voertuig);
        • Hoofdoorzaken van uncontrolled manoeuvres;
        • Encounters als gevolg van uncontrolled manoeuvres;
        • Resolutiemodel.   

Het CGSM levert input voor de gescheiden veiligheidsmanagementsystemen van de betrokken organisaties. Door het CGSM te voeden met gerapporteerde encounters en uncontrolled manoeuvres van meerdere partijen kan een gezamenlijk beeld gecreëerd worden van de belangrijkste hoofdoorzaken, waarna gericht actie kan worden ondernomen om deze te mitigeren of te voorkomen. Bij de ontwikkeling van het CGSM is veel aandacht besteed aan een goede balans tussen enerzijds een logische, modelmatige structuur en anderzijds de herkenbaarheid van oorzaken, zodat die aansluit bij degenen die in latere fases het model gaan kwantificeren en gebruiken om de risico’s te mitigeren. In de toekomst zullen aanpassingen van het model wellicht nodig zijn en daarom zijn een aantal zaken, zoals achterliggende oorzaken en ernstclassificatie, wel voorgesteld maar niet in detail uitgewerkt. 

Dit model zal worden toegepast als uitgangspunt voor het gezamenlijk monitoren van de veiligheid op de grondoperatie in een Ground Movement Safety Team onder leiding van het VeiligheidsPlatform Schiphol. 

B4. Time Based Separation 

De Pilot Common Project Implementing Regulation (716/2014) vereist implementatie van Time Based Separation voor Final Approach op de grote Europese luchthavens, vanaf 1 januari 2024. Luchthaven Schiphol wordt genoemd als een van de luchthavens waarvoor de eis geldt. 

Time Based Separation (TBS) is een concept waarbij vliegtuigen tijdens de eindnadering niet worden gesepareerd op afstand maar op tijd. Hierdoor kan onder condities van sterke headwind, verlies van baancapaciteit, ten gevolge van deze wind, worden beperkt. KDC heeft een studie uitgevoerd om antwoord te vinden op de volgende vragen: 

1. Wat zijn de kenmerken van headwind omstandigheden op Schiphol?
2. Wat is het verlies aan landingscapaciteit ten gevolge van headwind?
3. Hoeveel van dit capaciteitsverlies kan voorkomen worden door toepassing van TBS? 

De studie concludeerde dat Time Based Separation een significant deel van het capaciteitsverlies onder headwind condities kan voorkomen. TBS heeft de meeste potentie gedurende de eerste inbound piek, vanwege het hoge percentage heavies. 

C.     Arrival Management Cluster 

In dit cluster zijn vier studies uitgevoerd:  

C1. AMAN 1.0 Development 
C2. 4D Business Case: Benefits of SESAR Concept (VP-030)
C3. AMAN (AIO)
C4. Night Optimal Way to Land - Trajectory Predictor 

De volgende resultaten zijn behaald: 

C1. AMAN 1.0 Development 

De ontwikkeling van de arrival management functie is een meerjarige activiteit van KDC. Naast simulaties en trials ondersteunt KDC deze ontwikkeling met de inhuur van expertise voor de bouw en specificatie van prototype software. De ontwikkeling van de arrival management functie staat ten dienste van een nieuw afhandelingsconcept voor het Schiphol naderingsgebied (TMA), dat gebaseerd is op vaste naderingsroutes en CDA’s. Om dit nieuwe afhandelingsconcept te kunnen implementeren is het noodzakelijk dat het verkeer gelijkmatiger wordt aangeleverd aan de TMA. De eerste versie van de nieuwe AMAN (versie 1.0) ondersteunt deze verbeterde aanlevernauwkeurigheid, die nodig is om het gebruik van vaste naderingsroutes geleidelijk uit te breiden. 

In 2015 zijn de supportactiviteiten, die al in 2013 zijn begonnen, afgerond: 

  1. Ontwikkeling en specificatie van de interface tussen ASAP en het AAA systeem;
  2. Evaluatie van de ASAP gebruikers interface. 

De implementatie van AMAN 1.0 wacht op het beschikbaar komen van een AAA release waarin de wijziging kan worden opgenomen. 

C2. 4D Business Case: Benefits of SESAR Concept (VP-030) 

In 2015 zijn de KDC werkzaamheden aan de voorbereiding van VP-030 afgerond. De werkzaamheden betroffen coördinerende werkzaamheden door het NLR in de rol van experimentleider. Afgesproken is dat het VP-030 experiment zal worden afgemaakt met de geplande en beschikbare SESAR gelden voor VP-030, waarna de resultaten van het experiment, gepland in juni 2016, beschreven zullen worden in het validatierapport. Het validatierapport, dat eind 2016 beschikbaar komt, zal aan het KDC beschikbaar worden gesteld. 

C3. AMAN (AIO) 

In 2015 heeft Maarten Tielrooij, als Assistent in Opleiding  van de TU Delft, ondersteunende taken verricht op het terrein van arrival management. Het betrof twee onderzoeksgebieden: 

  1. Onderzoek naar verdere vergroting van de planningshorizon en het omgaan met onzekerheden in de aankomsttijden naarmate de resterende vliegtijd groter is;
  2. Praktische ondersteuning van de AMAN prototype evaluatie en daaruit voortvloeiende onderzoeksvragen. 

Het contract met TU Delft, ter ondersteuning van de AMAN AIO, had een looptijd van vier jaar en is in 2015 afgerond. Verwacht wordt dat Maarten Tielrooij in Q2/2016 zal promoveren. 

C4. Night Optimal Way to Land - Trajectory Predictor 

Het huidige systeem dat LVNL gebruikt voor het plannen van Schiphol inbound verkeer is niet geoptimaliseerd voor nachtvluchtoperaties. Het systeem rekent met standaard snelheden en hoogteprofielen die overdag gevlogen worden. Doordat ’s nachts andere snelheden en hoogteprofielen worden gevlogen dan overdag maakt het planningssysteem onjuiste predicties over de aankomsttijden. Hierdoor kunnen verkeersleiders niet vertrouwen op de geplande aankomsttijden en het systeem is daardoor ’s nachts eigenlijk niet bruikbaar. Verkeersleiders vertrouwen daarom op het “timmermansoog” om de landingsvolgorde te bepalen en er wordt extra separatie gehanteerd vanwege de onzekerheid over de aankomsttijden. De huidige nachtoperatie wordt gekenmerkt door onnodig grote separatie tussen vliegtuigen en inefficiënte naderingsprofielen. 

Als onderdeel van de samenwerking met KDC heeft Boeing een prototypesysteem ontwikkeld dat de aankomsttijden in de nacht nauwkeurig voorspelt. Kenmerk van dit prototypesysteem is dat de verkeersleiders afwijkingen van vliegtuigen op het standaard naderingsprofiel kunnen invoeren zowel qua snelheid als route. Hierdoor wordt het mogelijk om nauwkeurige schattingen van de aankomsttijden te maken en kan een stabiele planning worden gemaakt. 

De KDC-werkzaamheden bestaan uit het faciliteren van de operationele evaluatie in de operatie op Schiphol. Hiervoor zal een demonstratie omgeving worden geleverd inclusief de technische benodigdheden om het prototype systeem van Boeing aan te sluiten op het AAA-systeem. Het Boeing prototype systeem zal in een live-trial worden getest in de periode februari – mei 2016.

Zoeken

Opdrachtgevers

 

Partner KLM