Haus, Steffen and Sendobry, Alexander and Urvoy, Carole and Klingauf, Uwe (2010):
Nutzung eines Fahrermodells und regelungstechnischer Methoden zur Gestaltung einer Mensch-Maschine Schnittstelle für zukünftige Rollführungsprozesse.
pp. 48-60, Berlin, VDI Fortschritt-Berichte, Mensch-Maschine-Systeme, 3. Berliner Fachtagung Fahrermodellierung, [Conference or Workshop Item]

Abstract

Um künftigen Kapazitätsengpässen im Luftverkehr entgegenzuwirken ist in den nächsten Jahren weltweit eine radikale Umstellung der boden- und luftseitigen Prozesse notwendig. Dieser Paradigmenwechsel ist unabdingbar mit der Einführung einer vierdimensionalen Steuerung aller Flugzeuge verbunden. Die verwendeten raum- und zeitfesten 4D-Trajektorien müssen von der Cockpitbesatzung umgesetzt werden um den optimalen Verkehrsfluss zu erreichen. Während eine Erweiterung des Autopiloten und des Flight Management Systems um die vierte zeitliche Dimension für die En Route Phase vorgesehen ist, ist eine Beibehaltung des Piloten als Agent im Rollprozess vorzuziehen. Eine Möglichkeit dazu stellt die Verwendung einer automatischen Befeuerung auf dem Rollfeld dar. Der Pilot folgt hierbei einer dem Flugzeug vorauslaufenden grünen Linie, gebildet aus Befeuerungselementen am Boden. In dieser Arbeit wird ein Ansatz dargestellt um die optimale Position der letzten befeuerten Lampe mit Hilfe der Methoden der Regelungstechnik zu berechnen. Hierzu wurde anhand eines verfügbaren Fahrermodells zur Verfolgung eines vorausfahrenden Fahrzeugs ein Regler ausgelegt. Pilotenverhalten und Flugzeugdynamik bilden in diesem Ansatz die Regelstrecke. Der Eingang der Regelstrecke ist der Abstand der letzten befeuerten Lampe zum Flugzeug, der Ausgang ist die Flugzeugposition. Der Regler berechnet aus der Differenz zwischen vorgegebener 4D-Trajektorie und aktueller Flugzeugposition eine optimierte Befeuerung des Rollfeldes. Ein Vergleich mit einer reinen Steuerung der Befeuerung zeigt die Vorteile der vorgestellten Methode. Insbesondere bei gegebener Varianz der Verhaltensmuster der Piloten zeigt die Regelung deutliche Vorteile gegenüber einer Steuerung.

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