Konfigurationsanalyse Untersuchung geeigneter Bahnlagen durch das DLR. Johannes Reichmuth

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1 Konfigurationsanalyse Untersuchung geeigneter Bahnlagen durch das DLR Johannes Reichmuth Nachbarschaftsbeirat München

2 Gliederung Kapazitätsdefinitionen Methoden Ergebnisse Nutzbarkeit nach Windanalyse Klassifizierung der Bahnlagen reine Bahnkapazität Fazit 2 Folie 2 > Vortrag > Autor

3 Planungsziele FMG unter dem Gesichtspunkt Kapazität Ungeschmälerte Bestandserhaltung und optimale Windverfügbarkeit der neuen Start- und Landebahn. Kapazitätssteigerung auf mindestens 120 Flugbewegungen pro Stunde für jede der beiden Betriebsrichtungen. Maximal 4 Minuten durchschnittliche Verspätung (praktische Kapazität). Sicherstellung eines unabhängigen Zweibahnsystems für den Fall der Sperrung einer der bestehenden S-/L-Bahnen. 3 Folie 3 > Vortrag > Autor

4 Kapazitätsdefinition allgemein Maximale Anzahl an Bewegungen ( Luftfahrzeuge, Passagiere) oder maximal beförderbares Gewicht (Fracht), welche innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls zu einem definiertem Qualitätsniveau (= level of service) durchgeführt werden können Qualitätsparameter Sicherheit Verspätungen Verlässlichkeit Pünktlichkeit Kosten Umweltbelastung Schutz vor Kriminalität/Terror Komfort Wetterabhängigkeit... Verspätung Pünktlichkeit Kosten Komfort 4 Sicherheit Security Emissionen Lärm Vorhersagbarkeit Wetterabhängigkeit Folie 4 > Vortrag > Autor

5 Kapazität ist von der Staffelung und damit vom Verkehrsmix, den Bahnlagen untereinander sowie Nutzungsstrategien der Bahnen abhängig. Je größer die Staffelungen im Mittel sind, desto geringer ist die Kapazität Mindeststaffelungsabstände nach ICAO (1 NM =1852 m) THR 2.5 NM (Endanflug) sonst 3 NM 4 NM 5 NM 6 NM Light < 7 to Medium > < Heavy > 136 to Radarstaffelung Wirbelschleppenstaffelung 5 Folie 5 > Vortrag > Autor

6 Kapazität ist abhängig vom Verspätungsniveau Sättigungskapazität Verspätung (min/lfz) Praktische 4-Minuten Kapazität als 80% - 90% der Sättigungskapazität schätzbar oder genauer durch Simulationen bestimmbar 4-Minuten-Kapazität F 4-min F S Bei höheren mittleren Wartezeiten: erhöhte Varianz in den Einzelwartezeiten schlechtere Planbarkeit Verkehrsfluß (LFZ/h) 6 Folie 6 > Vortrag > Autor

7 Kleinere mittlere Verspätung geringere Variabilität Pünktlichkeit der Verkehrsabwicklung kann mit geringeren Pufferzeiten in den Flugplänen realisiert werden Geringere Verspätung weniger Emissionen Anzahl der Bewegungen Optimum Geringere Variabilität Kostenersparnis Performance Review Unit Eurocontrol: 5 min. Reduktion der Pufferzeiten in den Flugplänen bei der Hälfte aller Flüge erspart ca. 1 Milliarde pro Jahr 7 Zeit Performance Review Unit Folie 7 > Vortrag > Autor

8 Kapazität ist abhängig vom Verhältnis der An- und Abflüge Tagesgang Flugzeugmix Kapazität ist abhängig vom Wetter Planungsprämissen: Wetter (IMC CAT I) - Sichtweite - Wolkenuntergrenze - Bahnzustand (trocken) Wind - Landungen / Starts nicht mit Rückenwind über 6 /10 Knoten - Landungen / Starts nicht bei Querwinden > 20 Knoten (trockene Bahn) 8 Folie 8 > Vortrag > Autor

9 Bahnnutzungsmöglichkeiten einer Bahn Nur Landungen Betriebsrichtung 1 Betriebsrichtung 2 Nur Starts Betriebsrichtung 1 Betriebsrichtung 2 Gemischter Betrieb Betriebsrichtung 1 Betriebsrichtung 2 9 Folie 9 > Vortrag > Autor

10 Mehrbahnsystem unabhängiger Betrieb Start-Start, Landung-Start ab 760 m, mind. 15 Grad divergierende Flugwege Landung-Landung ab 1525 m (1035 m bei Nutzung eines Precision Runway Monitor) abhängiger Betrieb Gekreuzte Bahnen oder konvergierende Geometrien mit kreuzenden An/Abflugwegen Fehlanflugwegen Landungen: Parallelbahnen unter 1525 m Bahnabstand (unter 1035 m bei Nutzung eines Precision Runway Monitor) Start-Start sowie Landung-Start: Parallelbahnen unter 760 m Bahnabstand 10 Folie 10 > Vortrag > Autor

11 Mindestabstand Parallelbahnen unabhängige Landungen abhängige Landungen 2,0 NM 2,0 NM 915 m Diagonalstaffelung 1035/1525 m * 2,5 NM 2,5 NM 760m m Diagonalstaffelung * 1035 m bei Precision Runway Monitor (PRM), sonst 1525 m 2,5 bis 6NM unter 760m 2,5 bis 6NM Diagonal: Radar- oder Wirbelschleppenstaffelung 11 Folie 11 > Vortrag > Autor

12 Mindestabstand Parallelbahnen unabhängige Starts * Starts zu Landungen unabhängig ** 760 m 15º 760 m 30º ICAO Annex 14, PANS-ATM, PANS-OPS * nur bei mindestens 15 Grad divergierenden Abflugwegen * * nur bei mindestens 30 Grad divergierenden Flugwegen (Fehlanflug zum Abflug) 12 Folie 12 > Vortrag > Autor

13 Parallelbahnen Starts zu Landungen unabhängig Verringerung oder Erweiterung des 760 m Abstands um 30 m je 150 m Schwellenversatz; jedoch nicht unter vorgegebenen Mindestabstand (300 m) +30 zu 150 Regel -30 zu 150 Regel 300 m 760 m -X m 760 m 760 m + X m 13 Folie 13 > Vortrag > Autor ICAO Annex 14

14 Parallelbahnen Starts zu Landungen unabhängig Achtung: Verringerung des 760 m Abstands erzeugt Abhängigkeit bei Landungen auf innenversetzter Schwelle 760 m -X m 300 m 760 m 760 m + X m 14 Folie 14 > Vortrag > Autor ICAO Annex 14

15 Beitrag des DLR zur Konfigurationsanalyse Unter den derzeit geltenden Regularien und den sich daraus ergebenden Randbedingungen (Staffelungen, Bahnnutzungsstrategie, Luftraumstruktur, heutige Technik und Verfahren, IMC CAT I) Abschätzung und Ermittlung der Kapazität von insgesamt 25 Ausgangsbahnlagen und 6 modifizierte Bahnlagen (gesamt 31) Selektion der Bahnlagen die 120 Bewegungen/Stunde sicher nicht erreichen die 120 Bewegungen/Stunde sicher erreichen deren Kapazität im Bereich von 120 Bewegungen/Stunde liegt, Sicherheit hinsichtlich der tatsächlichen Kapazität aber nur aus Simulationen ableitbar ist 15 Folie 15 > Vortrag > Autor

16 Abgestufter Auswahlprozess: Zeitliche Nutzbarkeit nach meteorologischen Gesichtspunkten (Quer- und Rückenwind)? Bahnkapazität >= 120 Bewegungen/h? 16 Folie 16 > Vortrag > Autor

17 Ergebnisse 17 Folie 17 > Vortrag > Autor

18 Zeitliche Nutzbarkeit wegen Rücken- und Querwindverhältnissen nicht ausreichend 8 4b 5a 5b c 4 2 4a a Reduzierung um 7 Bahnlagen 18 von 31 auf 24 Folie 18 > Vortrag > Autor

19 Kapazitätsbetrachtungen wurden stufenweise mit drei Verfahren durchgeführt IATA Methode FAA-Capacity Model + Verspätungskriterium Simulationen mit SIMMOD 19 Folie 19 > Vortrag > Autor

20 Varianten, welche das Kapazitätsziel nach FAA-Capacity Model und allgemeinen Überlegungen sicher nicht erreichen 8 4b 5a 5b c 4 2 4a a 22 Reduzierung um 6 Bahnlagen 20 von 24 auf 18 Folie 20 > Vortrag > Autor

21 Schwellenlage in Betriebsrichtung Ost (Nordbahnsystem) Landebahn hinter Startbahn unabhängiger/ getrennter Betrieb Grenzlinie, die sich aus ICAO Doc 4444 und den dort aufgeführten Regeln ergibt. abhängiger Betrieb 21 Folie 21 > Vortrag > Autor

22 Parallelbahnvarianten mit abhängigen Betrieb 8 4b 5a 5b c 4 2 4a a abhängige Bahnlagen von 18 Folie 22 > Vortrag > Autor

23 Bahnkapazität für abhängige Parallelbahnlage Betriebsrichtung West (BR26) 23 Folie 23 > Vortrag > Autor

24 Bahnkapazität für abhängige Parallelbahnlage Betriebsrichtung West (BR26) Kapazität + 24 Folie 24 > Vortrag > Autor

25 Bahnkapazität für abhängige Parallelbahnlage Betriebsrichtung West (BR26) Kapazität Folie 25 > Vortrag > Autor

26 Bahnkapazität für abhängige Parallelbahnlage Betriebsrichtung OST (BR08) aber: Kapazitätsminderung in Gegenrichtung!! 26 Folie 26 > Vortrag > Autor

27 Bahnkapazität für abhängige Parallelbahnlage Betriebsrichtung Ost (BR08) Kapazität - 27 Folie 27 > Vortrag > Autor

28 Bahnkapazität für abhängige Parallelbahnlage Betriebsrichtung Ost (BR08) Kapazität Folie 28 > Vortrag > Autor

29 Bahnkapazität für abhängige Parallelbahnlagen Ergebnis: Praktische Bahnkapazität (4 min/lfz) maximal ca. 110 Bew/h (reine Bahnkapazität) unter 100 Bew/h für beispielhaft simulierte Parallelbahnlagen mit Luftraum und Schwellenversatz (3 und 5) in der abhängigen Betriebsrichtung 29 Folie 29 > Vortrag > Autor

30 Bahnkapazität für unabhängige Parallelbahnlagen Ergebnis: Praktische Bahnkapazität (4 min/lfz) ca. 124 Bew/h (reine Bahnkapazität) Bew/h erreichen in beiden Betriebsrichtungen beispielhaft simulierte unabhängige Parallelbahnlagen mit Luftraum (5b) 30 Folie 30 > Vortrag > Autor

31 Parallelbahnvarianten mit unabhängigen Betrieb 7 8 4b 5a 5b 22a 31 6 unabhängige Bahnlagen erreichen das Kapazitätsziel Folie 31 > Vortrag > Autor

32 Simulationsergebnisse Bahnkapazität mit SIMMOD (1): Bahnlagen mit einer abhängigen Parallelbahn erreichen höchstens eine praktische Bahnkapazität von 110 Bewegungen/h in beiden Betriebsrichtungen. Beispielhaft simulierte Parallelbahnlagen mit Luftraum und Schwellenversatz (3 und 5) erreichen in der abhängigen Betriebsrichtung nur Werte unter 100 Bewegungen/h Sie erreichen damit das Kapazitätsziel von 120 Bewegungen/h nicht! u. a. folgende Bahnlagen: 3 AA 500 m SV 1550 m 4 AA 760 m SV 1000 m 5 AA 1035 m SV 2100 m Kapazitätsziel nicht erreicht Kapazitätsziel nicht erreicht Kapazitätsziel nicht erreicht sowie die Bahnlagen 1, 2, 4a, 4c, 6, 19, 20, 21, Folie 32 > Vortrag > Autor

33 Simulationsergebnisse Bahnkapazität mit SIMMOD (2): Varianten mit einer unabhängigen Startbahn von 4000 m Länge erreichen eine praktische reine Bahnkapazität von 124 Bew/h in beiden Betriebsrichtungen In beiden Betriebsrichtungen beispielhaft simulierte unabhängige Parallelbahnlagen mit Luftraum (5b) erreichen Bew/h. 4b AA 760 m SV 0 m AA 1035 m SV 1350 m AA 1180 m SV 2100 m 5a 5b Kapazitätsziel erreicht Kapazitätsziel erreicht Kapazitätsziel erreicht AA 1525 m SV 2600 m AA 1525 m SV 0 m AA 760 m SV 0 m a Kapazitätsziel erreicht Kapazitätsziel erreicht Kapazitätsziel erreicht 33 Folie 33 > Vortrag > Autor

34 Zusammenfassung Die Varianten mit einer unabhängigen Startbahn in Quer- oder Schräg windlage und genügender Länge haben keine ausreichende zeitliche Nutzbarkeit wg. Quer- und Rückenwind Varianten mit abhängiger Parallelbahn in mindestens einer Richtung erreichen die Bahnkapazität 120 Bew/h nicht. Varianten mit einer unabhängigen Parallelbahn erreichen die Kapazitätsziele und haben eine ausreichende zeitliche Nutzbarkeit 34 Folie 34 > Vortrag > Autor

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