The new airspace model for flight planning at free route airspace

• Autorzy: Minda Alicja , Cur Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.55676/asi.v6i2.38

Warianty tytułu

PL

Nowy model przestrzeni powietrznej ze swobodą planowania tras

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The continuous increase in the world's population, which according to the United Nations (UN) forecasts, will peak at 10 billion people in 2064, translates into increased demand for transportation services, including air transport1 . EUROCONTROL estimates a 96% increase in the number of flights, which will cause airspace capacity inconveniences2 . This entails a number of undesirable consequences, namely delays in the arrival and departure sector, increased costs for carriers, declining safety levels and a growing dissatisfaction among passengers. Flight planning systems which use airways in the airspace of the International Civil Aviation Organization (ICAO) member states do not provide effective optimization. Planned routes are longer in comparison to optimal trajectories, which translates into fuel consumption and negative impact that the aviation sector has on the environment. This work aims to examine the possibility of improving the efficiency of air route planning in the Free Route Airspace (FRA), using a graph-based airspace model. In the study, the thesis was adopted that it is possible to distribute graph node points at the vertices of zones not available for planning at a given time. Verification of the test results was carried out by comparing flight routes planned in the developed airspace model with those obtained in the validation of the SESAR 2020 PJ06 ToBeFREE project. An Alsim AL200 MCC class flight simulator was used for the validation work.

PL

Ciągły wzrost populacji świata, który według prognoz ONZ osiągnie szczyt w 2064 r., wynosząc 10 miliardów ludzi, przekłada się na wzrost zapotrzebowania na usługi transportowe, w tym transport lotniczy. EUROCONTROL szacuje 96% wzrost liczby lotów, który spowoduje niedogodności związane z przepustowością przestrzeni powietrznej. Pociąga to za sobą wiele niepożądanych konsekwencji, jakimi są: opóźnienia w sektorze przylotów i odlotów, wzrost kosztów ponoszonych przez przewoźników, spadek poziomu bezpieczeństwa oraz rosnące niezadowolenie klientów. Systemy planowania lotów, wykorzystujące drogi lotnicze w przestrzeniach powietrznych państw należących do ICAO, nie zapewniają skutecznej optymalizacji. Planowane trasy są dłuższe w porównaniu do trajektorii optymalnych, co przekłada się na zużycie paliwa i negatywny wpływ sektora lotniczego na środowisko. Praca ma na celu sprawdzenie możliwości poprawy efektywności planowania tras lotniczych w przestrzeni FRA, wykorzystując w tym celu model przestrzeni oparty na grafie. Przyjęto tezę, iż istnieje możliwość rozłożenia punktów węzłowych grafu w wierzchołkach stref niedostępnych do planowania w danym czasie. Weryfikacja wyników badań została przeprowadzona przez porównanie tras lotniczych zaplanowanych w opracowanym modelu przestrzeni z trasami uzyskanymi w ramach walidacji projektu SESAR2020 PJ06 ToBeFREE. Do prac walidacyjnych wykorzystano symulator lotów klasy Alsim AL200 MCC.

Słowa kluczowe

EN

free-flight space; flight planning; space model

PL

przestrzeń swobodnego lotu; planowanie lotu; model przestrzeni

• Wydawca: Wydawnictwo Lotniczej Akademii Wojskowej
• Czasopismo: Aviation and Security Issues
• Rocznik: 2024
• Tom: No. 2
• Strony: 5--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Minda Alicja

• Rzeszow University of Technology

autor

Cur Krzysztof

• Polish Air Force University

• https://orcid.org/0000-0003-4552-445X

Bibliografia

• Articles and monographs:
• Drupka G., Majka A., Rogalski T., Trela L., An airspace model aplicable for automatic flight route planning inside free route airspace, “Scientific Letters of Rzeszow University of Technology, Mechanics” 2018, vol. 35, no. 298.
• Drupka G., Rogalski T., Computational geometry draft to avoid Dynamic Mobile Area in Advanced Airspace Management service, [in:] Poszerzamy Horyzonty, vol. 5, eds. A. Piotrowska-Puchała, M. Bogusz, M. Wojcieszak, P. Rachwał, Słupsk 2017.
• Drupka G., Rogalski T., Free Route Airspace - nowe regulacje przestrzeni powietrznej, [in:] Prawo lotnicze i kosmiczne oraz technologie - nowe wyzwania, eds. E. Dynia, M. Pączek, Rzeszów 2019.
• Jafernik H., Fellner R., Prawo i procedury lotnicze, Gliwice 2015.
• Majka A., Weryfikacja i walidacja nowego algorytmu planowania tras w przestrzeni FRA, [in:] Mechanika w Lotnictwie ML-XIX 2020, eds. K. Sibilski, P. Lichota, Warszawa 2020.
• Tsourdos A., White B., Shanmugavel M., Cooperative Path Planning of Unmanned Aerial Vehicles, Wiley 2011.
• Zieja M., Smoliński H., Gołda P., Estimating the system efficiency to ensure aircraft flight safety, “Journal of KONBiN” 2015, vol. 36, no. 4.
• Zieja M., Smoliński H., Gołda P., Information systems as a tool for supporting the management of aircraft flight safety, “Archives of Transport” 2015, vol. 36, no. 4.
• Conference papers:
• Gołda P., Pyza D., Transport Cargo Handling Shipments in Air Transport in the Aspect of Supply Chains, International Conference on Systems Engineering (ICSEng), Las Vegas 2011.
• Lugo-Cárdenas I., Flores G., Salazar S., Lozano R., Dubins path generation for a fixed wing UAV, International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), Orlando 2014.
• Documents and reports:
• European Aviation in 2040. Challenges of growth. Annex 1. Flight Forecast to 2040, Brussels 2018.
• Sprawozdanie Kancelarii Senatu nr 56/2013 na temat jednolitej europejskiej przestrzeni powietrznej, Bruksela 2013.
• Internet sources:
• EUROCONTROL, EUROCONTROL predicts growth in aviation traffic over next 8 months, https://www.eurocontrol.int/news/eurocontrol-predicts-growth-aviation-traffic-over-next-8-months [access: 14.06.2023].
• Free route airspace, https://www.eurocontrol.int/concept/free-route-airspace [access: 14.06.2023].
• Orlen, Hurtowe ceny paliw, https://www.orlen.pl/pl/dla-biznesu/hurtowe-ceny-paliw#jet-a-1 [access: 14.06.2023].
• Todorov T., Free Route Airspace (FRA) in ICAO EUR Region - FRA Concept, https://www.icao.int/MID/Documents/2018/ATM%20SG4/PPT11.pdf [access: 14.06.2023].
• UN DESA, World Population Prospects 2022. Summary of Results, https://www.un.org/development/desa/pd/sites/www.un.org.development.desa.pd/files/wpp20 22_summary_of_results.pdf [access: 14.06.2023].
• http://2008.raportroczny.lotos.pl/pdf/dane_tabela.pdf [access: 14.06.2023].
• https://www.alsim.com/simulators/alx-fnpt-ii-mcc-mpl-flight-training-device/ [access: 14.08.2021].
• https://www.flyingmag.com/aircraft/turboprops/beechcraft-king-air-200-transformation [access: 14.06.2023].
• https://www.pansa.pl/polfra/maps/ [access: 14.06.2023].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).