An airspace model aplicable for automatic flight route planning inside free route airspace

The article is strongly related to the Single European Sky ATM Research (SESAR) project. The project’s objective is the improvement of air transport above Europe 0. Since Air Traffic Management (ATM) is involved to obtain more effective approach to air traffic flow managing activities, the concept of Flexible Use Airspace (FUA) has arisen in result. ATM is a quite developed aviation’s subdomain, therefore currently existing airspace state has been described briefly in the article, referring to the presented solution concept. The notion of Free Route Airspace (FRA) airspace model defined in this article relies on mathematical description. The selected approach clarifies airspace as a set of squares or cubes that have volumes with appointed values due to certain conditions in the considered time (i.e. traffic flow or weather). The model has to ensure facilitation of flight route planning and warrant aircrafts separation towards flight safety assurance. The concept assumes that this airspace model will provide assistance for airspace user to select essential flight plan criteria, such as economy, time, etc. The path will be appointed according to personal preferences, based on the model from which further elaborated algorithm will evaluate situation. The presented solution is a response to air traffic growth. Therefore it supports the SESAR project through research and development activities. The description proves that airspace model would create enhancement in flight planning for airspace users.

Artykuł przedstawia koncepcję zamodelowanej przestrzeni powietrznej w sposób umożliwiający automatyczne planowanie lotu w Przestrzeni Lotów Swobodnych (Free Route Airspace – FRA). Zaprezentowany model usprawnia czynności składania planu lotu przez użytkownika, jednocześnie gwarantując bezpieczną separację statków powietrznych. Tematyka artykułu jest związana z badaniami do projektu Jednolitej Europejskiej Przestrzeni Powietrznej (Single European ATM Research – SESAR), której podstawowe założenie stanowi poprawa efektywności i bezpieczeństwa operacji w transporcie lotniczym. Efektywniejsze Zarządzanie Ruchem Lotniczym (Air Traffic Management – ATM) jest możliwe przez wprowadzenie koncepcji Elastycznego Zarządzania Przestrzenią Powietrzną (Flexible Use of Airspace – FUA). Elastyczne Zarządzanie Przestrzenią Powietrzną pozwala na monitorowanie dostępności przestrzeni w różnych odstępach czasowych, w sposób umożliwiający uwzględnienie planowanego natężenia ruchu wobec innych warunków, np. atmosferycznych. Przedstawiony w artykule opis przestrzeni powietrznej opiera się na opisie matematycznym. Przyjęte zostało założenie, że cała przestrzeń powietrzna składa się z jednakowej wielkości kwadratów (lub sześcianów w przypadku przestrzeni 3D). Każdy kwadrat lub sześcian ma przydzieloną pojemność wraz z wartościami określającymi dostępność w ustalonym czasie. Dostępność jest uwarunkowana przez wiele czynników, np. zagęszczenie ruchu lotniczego. Wykonane badania wskazują, że zamodelowana w ten sposób przestrzeń powietrzna stwarza potencjał do planowania lotu. W konsekwencji wprowadzenia przez użytkownika dwóch punktów lotu – początkowego i końcowego, przeszukana w następstwie przestrzeń pozwala na przeanalizowanie i zaproponowanie przez system trasy według przyjętego kryterium.