Ein Flugzeug, das gezwungen ist, seine Route abrupt zu ändern, könnte schon bald innerhalb weniger Sekunden eine freie Passage erhalten, ohne den gesamten Verkehr in der Umgebung manuell neu zu organisieren.
Forscher haben eine Methode namens Plan-and-Avoid entwickelt, um mehrere Luftfahrzeuge rund um eine als prioritär festgelegte Flugbahn zu koordinieren. Diese Priorität kann ein in Schwierigkeiten geratenes Flugzeug, ein schwer manövrierbares Luftfahrzeug oder eine besondere Mission betreffen. Das Prinzip ist einfach: Seine Route muss frei bleiben, also passen sich die anderen Flugzeuge an.
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Um das zu verstehen, berechnet das System zunächst die Flugbahn, der das priorisierte Flugzeug folgen muss. Anschließend prognostiziert es die künftigen Positionen der benachbarten Flugzeuge. Erkennt es, dass zwei Flugbahnen zu nah aneinander vorbeiführen könnten, bereitet es eine Änderung für das andere Flugzeug vor. Diese Anweisung berücksichtigt die Bewegungsmöglichkeiten des betreffenden Luftfahrzeugs.
Die Methode zielt daher nicht nur darauf ab, eine unmittelbar bevorstehende Kollision zu vermeiden. Sie hält zwischen den Flugzeugen einen im Voraus festgelegten Sicherheitsabstand ein. Außerdem berücksichtigt sie die Unsicherheit ihrer Positionen und Bewegungen, denn eine reale Flugbahn folgt niemals vollkommen genau einer berechneten Linie.
Die Forscher testeten ihr System mit realen Daten des Luftverkehrs, die rund um Washington in den Vereinigten Staaten aufgezeichnet wurden. Sie simulierten mehr als 900 Notlandungen, die über 140 Flugstunden entsprachen. Diese Szenarien ergaben 575 unterschiedliche Situationen, in denen Flugbahnen miteinander in Konflikt gerieten.
In all diesen Fällen fand das Programm umsetzbare Anweisungen für die Luftfahrzeuge, die ausweichen mussten. Die vollständige Verarbeitung dauerte auf einem herkömmlichen Computer höchstens 5,7 Sekunden. Diese Zeit umfasst sogar eine simulierte Sekunde für den Hin- und Rückweg der Informationen zwischen den Flugzeugen und dem System.
Diese Zeit ist insbesondere in einer Notfallsituation entscheidend. Eine Route zu einem geeigneten Flugplatz kann den bereits vorhandenen Verkehr kreuzen. Die Flugpläne nacheinander von Hand zu ändern, würde Zeit kosten. Hier erhalten die kooperierenden Flugzeuge direkt eine angepasste Anweisung, um den Weg freizumachen.
Der nächste Schritt wird sich insbesondere mit den Verzögerungen befassen, die bei den von ihrer Route abgelenkten Flugzeugen entstehen. Ihre Bedeutung und ihre betrieblichen Folgen müssen gemessen werden, bevor der Einsatz einer solchen Koordination unter realen Bedingungen in Betracht gezogen werden kann.