Wie wird die berechnete Startzeit (CTOT) berechnet?

Diese Antwort erwähnt:

Wie diese CTOT-Zeiten berechnet werden, ist sehr komplex und verdient eine weitere Frage, wenn Sie interessiert sind.

Ich bin interessiert. Wie funktioniert es? Wie hoch ist die Komplexität? Welche Faktoren müssen berücksichtigt werden? Wenn möglich, was ist die Komplexitätsklasse (P, NP, NP-vollständig usw.) dieses Problems?

Klingt nach Constraint-Scheduling, das sehr wahrscheinlich tief in np-vollständiges Gebiet eintauchen wird, um optimale Dinge zu erhalten.
@ratchetfreak Ja, ich dachte mir, dass es mit so vielen beweglichen Teilen schnell np-complete werden würde.

Antworten (1)

Ich kenne den genauen Algorithmus nicht, der zur Berechnung von CTOTs verwendet wird, aber ich kann Ihnen einige Hintergrundinformationen darüber geben, welche Informationen verwendet werden und wie Piloten und Fluglotsen CTOTs verwenden.

Eine CTOT oder berechnete Startzeit ist ein Instrument, das innerhalb des europäischen Luftverkehrsfluss- und Kapazitätsmanagements (ATFCM) verwendet wird, um den Luftverkehrsfluss durch einzelne Streckenabschnitte oder Flughäfen zu regulieren.

Der allgemeine Zweck von ATFCM besteht darin, eine Überlastung zu verhindern und sicherzustellen, dass die Kapazität so weit wie möglich genutzt wird, und anschließend eine gerechte Verteilung der Verzögerung sicherzustellen.

Jeder Gebietskontrollsektor und Flughafen in Europa hat eine deklarierte Kapazität, ausgedrückt als maximale Anzahl von Flügen pro Stunde. Für Enroute-Sektoren wird die Kapazität durch Faktoren wie Größe des Sektors, Komplexität der Streckenstruktur und Militärgebiete bestimmt. Bei Flughäfen hängt die Kapazität von der Landebahn und dem Flugplatzlayout, den verfügbaren Anflugarten, dem Wetter usw. ab.

Für jeden innerhalb Europas stattfindenden IFR-Flug muss mindestens 3 Stunden vor Abflug ein Flugplan beim Integrated Initial Flight Plan Processing System (IFPS) mit Sitz in Brüssel und Paris eingereicht werden. Das System prüft, ob der Flugplan das richtige Format hat und alle eventuell veröffentlichten Beschränkungen erfüllt, die sich auf den Flug auswirken (z. B. kann eine bestimmte Route aufgrund militärischer Aktivitäten nur in einem bestimmten Levelbereich verfügbar sein). .

Das IFPS verarbeitet alle diese Flugpläne und berechnet auf der Grundlage dieser Informationen die Anzahl der Flüge in einem bestimmten Sektor oder einem bestimmten Flughafen in Europa. Wenn die Anzahl der geplanten Flüge (Nachfrage) die angegebene Kapazität übersteigt, beginnt IFPS mit der Ausstellung von CTOTs. Eine CTOT ist eine genaue Abflugzeit, zu der der betroffene Flug abfliegen muss, um sicherzustellen, dass beim Erreichen des überlasteten Sektors oder Flughafens die Nachfrage die Kapazität nicht übersteigt. Dies hat den Vorteil, dass Flüge ihre unvermeidliche Verspätung am Boden ihres Abflughafens verbringen, anstatt in der Luft. Die IFPS wird die Verzögerung fair verteilenzwischen Flügen. Wenn ein Flughafen 44 Flüge pro Stunde bewältigen kann und während einer Stunde 46 Flüge geplant sind, gibt das System kleine Verspätungen für viele Flüge aus, anstatt nur zwei Flügen große Verspätungen zu geben. Falls CTOTs für Flüge aufgrund einer Überlastung während eines einzelnen einstündigen Zeitraums ausgestellt werden, werden CTOTs auch für Flüge ausgestellt, die eine Stunde vor und eine Stunde nach dieser Zeit geplant sind, um das Problem nicht einfach um eine Stunde vorzuschieben.

Um diese CTOTs zu berechnen, muss das IFPS Zugriff auf aktuelle Informationen über alle Flüge haben. Bei der Übermittlung eines Flugplans gibt der Flugzeugbetreiber eine voraussichtliche Off-Block-Zeit (EOBT) an, d. h. die Zeit, zu der das Flugzeug das Gate am Abflughafen verlassen soll. Wenn ein Flug sein Gate mehr als 15 Minuten vor der ursprünglichen EOBT verlassen kann oder mehr als 15 Minuten Verspätung hat, muss die Fluggesellschaft eine neue EOBT an das System übermitteln, da die neue Abflugzeit irgendwo zu einer Überlastung führen könnte Route. Dies kann zur Ausgabe einer CTOT-Zeit führen oder auch nicht. Wenn ein Flug eine CTOT erhalten hat, aber nicht innerhalb der CTOT-Toleranz von -5/+10 Minuten abfliegen kann, muss die Fluggesellschaft oder Flugsicherung eine Verspätungsmeldung an das IFPS senden, und eine neue CTOT wird gesendet ausgegeben werden. Offensichtlich,

IFPS müssen auch Informationen über die durchschnittliche Rollzeit auf Flughäfen zur Verfügung gestellt werden. Die Rollzeit ist die Zeit, die das Flugzeug vom Verlassen des Flugsteigs (EOBT) bis zur Startbereitschaft auf der Landebahn benötigt. Besonders im Winter, wo Enteisungsarbeiten auf Flughäfen zu einer sehr langen Rollzeit führen können, ist die Aktualisierung der Rollzeit in IFPS sehr wichtig. Dies wird von ATC durchgeführt. IFPS muss die Rollzeit kennen, da es für jeden Flug nur die EOBT-Zeit kennt. Offensichtlich sollte das System keine CTOTs ausgeben, die vor der EOBT+Taxi-Zeit liegen, da das Flugzeug zu diesem Zeitpunkt nicht startbereit wäre.

Fluglotsen müssen alle Flüge, die eine CTOT erhalten haben, innerhalb einer Toleranz von -5/+10 Minuten abfliegen. Wenn ein Flug vor seiner CTOT abflugbereit ist, muss ATC das Flugzeug entweder an seinem Gate oder an einem anderen Ort am Flughafen warten lassen. Auf vielen Flughäfen dürfen Flugzeuge nicht am Gate warten, da andere ankommende Flugzeuge das Gate benutzen müssen. Es liegt dann an ATC, herauszufinden, was mit den CTOT-beschränkten Flügen zu tun ist, bis sie abfliegen können. Wenn ein Flug seine CTOT verfehlt, darf ATC keine Startfreigabe erteilen. Eine neue CTOT muss über IFPS beantragt werden, und der Flug wird möglicherweise verspätet sein.

Wenn ein Flug eine CTOT erhalten hat, ist das nicht in Stein gemeißelt. IFPS kann eine Schlitzrevisionsnachricht (SRM) senden, wenn das System aus irgendeinem Grund eine neue CTOT berechnet hat. Dies kann sowohl eine bessere (früher) als auch eine schlechtere (spätere) CTOT sein. IFPS kann auch eine Slot Cancellation Message (SLC) senden, in diesem Fall kann der Flug ohne Verzögerung abfliegen. Flüge, die innerhalb kurzer Zeit abflugbereit sind, aber einer CTOT-Verspätung unterliegen, können ATC bitten, eine Bereitschaftsmeldung zu senden, die IFPS mitteilt, dass der Flug dafür bereit sein wird, wenn eine frühere CTOT verfügbar wird. Darüber hinaus kann eine Fluggesellschaft beantragen, CTOTs zwischen zwei eigenen Flügen auszutauschen, wenn die Fluggesellschaft es für wichtiger hält, dass ein Flug im Vergleich zu einem anderen pünktlich ankommt.

Schließlich sind einige Flüge von ATFCM-Beschränkungen ausgenommen, was bedeutet, dass keine CTOT-Verspätungen ausgegeben werden. Beispiele für solche Flüge sind Ambulanz-, Brandbekämpfungs- und Such- und Rettungsflüge sowie Flüge mit Staatsoberhäuptern. Flüge, die außerhalb Europas starten, werden ebenfalls keine CTOTs erhalten, da (noch) kein globales ATFM-System existiert - aber natürlich hat IFPS noch Informationen über diese Flüge, und sie werden in die Berechnungen einbezogen.

Ich hoffe, das Obige gibt Ihnen ein besseres Verständnis dafür, wie der Luftverkehrsfluss und das Kapazitätsmanagement in Europa funktionieren. Siehe diese verwandte Frage für Informationen über ATFM in den USA.

Ist es der ATFCM möglich, 2 überlappende Slots (CTOT -5/+10) für 2 Flüge zu vergeben?
@FarahAmawi Ja.
In den Vereinigten Staaten wird ein ähnliches Programm verwendet. Das anfängliche Programm ist ein Call For Release , bei dem der Lotse am Flughafen einen Verkehrsmanagementspezialisten im darüber liegenden Zentrum anruft, um eine Freigabezeit für einen bestimmten Flug zu erhalten. Die Freigabe ist für -2/+1 Minuten um die angegebene Zeit herum gültig. Strenger ist das Programm „ Expect Departure Clearance Time “, bei dem alle Flüge zu einem Flughafen vorberechnete EDCTs haben; sie müssen sich ±5 Minuten vom EDCT entfernt in der Luft befinden.