Advanced Surface Movement Guidance and Control System (A-SMGCS)

A-SMGCS (Advanced Surface Movement Guidance and Control System) ist ein modulares, standardbasiertes System, das Flughäfen ermöglicht, die sichere, effiziente und geordnete Bewegung von Luftfahrzeugen und Fahrzeugen auf der Flughafenvorfeldfläche bei allen Wetter- und Sichtbedingungen aufrechtzuerhalten. Es integriert fortschrittliche Überwachung (einschließlich MLAT, ADS-B und Surface Movement Radar), dynamische Routenführung, automatisierte Führung und Sicherheitswarnungen, um Fluglotsen und Flughafenbetreiber zu unterstützen, das Risiko von Runway Incursions zu reduzieren und auch bei schlechter Sicht oder komplexen Operationen einen hohen Durchsatz zu ermöglichen.

1. Funktionaler Umfang von A-SMGCS

A-SMGCS ist in aufeinander aufbauenden Fähigkeitsstufen spezifiziert:

• Level 1 – Oberflächenüberwachung: Echtzeit-Tracking und Identifizierung aller Luftfahrzeuge und Fahrzeuge auf Start- und Landebahnen, Rollwegen und Vorfeldern. Integriert MLAT-, ADS-B- und SMR-Daten für eine einheitliche Anzeige.
• Level 2 – Sicherheitsunterstützung: Automatische Konflikterkennung und Warnungen, einschließlich Runway-Incursion- und Nicht-Konformitätswarnungen, zur Unterstützung eines schnellen Eingreifens durch den Lotsen.
• Level 3 – Routenführung: Automatisierte, dynamische Routengenerierung für Luftfahrzeuge und Fahrzeuge, Optimierung der Bewegungen und Vermeidung von Konflikten bei sich ändernden Betriebsszenarien.
• Level 4 – Führung: Automatisierte Steuerung der Flugplatzbefeuerung (z. B. „Follow the Greens“), Stopbars und visueller Andocksysteme, um Mobiles sicher entlang zugewiesener Routen zu führen.

Jede Stufe ermöglicht es Flughäfen, ihre Bodenbewegungskapazitäten schrittweise zu erweitern, Installations- und Betriebsrisiken zu steuern und sich an sich entwickelnde regulatorische Meilensteine anzupassen.

2. Zentrale Dienste und technische Komponenten

Überwachung

A-SMGCS fusioniert Daten von:

• Multilateration (MLAT): Nutzt Arrays von Bodenstationen zur Triangulation von Transpondersignalen und ermöglicht so eine präzise Lokalisierung von Luftfahrzeugen und Fahrzeugen.
• ADS-B: Luftfahrzeuge und ausgerüstete Fahrzeuge senden ihre Positionen und Geschwindigkeiten, die von Bodenempfängern erfasst werden.
• Surface Movement Radar (SMR): Erkennt alle Objekte (auch solche ohne Transponder) im Bewegungsbereich und stellt so die Abdeckung kooperativer und nicht-kooperativer Ziele sicher.
• Fahrzeugverfolgung: Fahrzeuge sind mit Transpondern oder GNSS-Beacons für kontinuierliche Lokalisierung ausgestattet.

Datenfusion und HMI

Eine ausgefeilte Datenfusionsschicht stimmt Tracks ab, filtert Fehlalarme und sorgt für eine eindeutige Identifizierung. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) bietet Lotsen eine anpassbare, rollenbasierte Anzeige mit Integration von Echtzeitverkehr, Warnungen, Routenführung und Systemstatus.

Sicherheitsunterstützung

Automatisierte Module überwachen Runway Incursions, unbefugte Bewegungen und Routenabweichungen und geben über die HMI rechtzeitige Warnungen an die Lotsen aus.

Routenführung und Führung

Dynamische Routengeneratoren berechnen optimale Wege für jedes Mobile und passen sich an Einschränkungen und betriebliche Änderungen an. Automatisierte Flugplatzbefeuerung („Follow the Greens“), Stopbars und fortschrittliche visuelle Andocksysteme führen Luftfahrzeuge und Fahrzeuge visuell und reduzieren das Risiko von Fehlleitungen.

3. Vorteile von A-SMGCS

• Sicherheit: Reduziert Runway Incursions, Kollisionen und Fehlleitungen, insbesondere bei schlechter Sicht oder in hochdichten Szenarien.
• Betriebliche Effizienz: Optimierte Rollrouten und automatisierte Führung verkürzen Rollzeiten, Warteschlangen und Emissionen und ermöglichen einen höheren Durchsatz.
• Ressourcenoptimierung: Reduziert die Arbeitsbelastung der Lotsen, konsolidiert das Situationsbewusstsein und automatisiert Routineentscheidungen.
• Regulatorische Konformität: Ermöglicht Flughäfen die Einhaltung der ICAO-, EASA-, FAA- und ETSI-Anforderungen für sichere Bodenoperationen und unterstützt die zukünftige Integration mit Remote/Digital Towers und KI-basierten Systemen.
• Skalierbarkeit: Modulares Design ermöglicht den Einsatz an jedem Flughafen, von internationalen Großflughäfen bis hin zu Regionalflugplätzen.

4. Umsetzung, Standards und Konformität

Wichtige Standards

• ICAO Doc 9830: Globaler Rahmen für A-SMGCS, der Betriebskonzepte und Mindestfähigkeiten definiert.
• EUROCONTROL Specification 171: Service-Level-Erwartungen für europäische Flughäfen.
• ETSI EN 303 213-1: Mindestspezifikationen für die Überwachung (Level 1), einschließlich Abdeckung, Genauigkeit und Integrität.
• EUROCAE ED-87B/ED-128: Leistungsstandards und technische Richtlinien für Datenfusion und Sicherheitsnetze.
• FAA AC 120-57B: Amerikanische Richtlinien zu A-SMGCS-Anforderungen für den Betrieb bei schlechter Sicht.

Die Einhaltung wird durch Dokumentation, Abnahmetests, Leistungsvalidierung und laufende Audits sichergestellt.

Stakeholder-Rollen

• Flughafenbetreiber: Projektleitung, Koordination mit Aufsichtsbehörden, Abnahmetests, Wartung.
• ANSP: Integration in die Flugsicherung, Verfahrensaktualisierungen, Lotsenschulung, Betriebsführung.
• Aufsichtsbehörden: Genehmigung, Inspektion und Durchsetzung.
• Fluggesellschaften/Piloten/Fahrzeugbetreiber: Beteiligung an Planung, Schulung und Feedback.
• Anbieter: Systemlieferung, Integration und Lifecycle-Support.

5. Technische Architektur und Interoperabilität

Sensorintegration

Kombiniert MLAT, ADS-B, SMR und Fahrzeugtracker für eine vollständige Oberflächenüberwachung.

Datenfusion & Sicherheitsnetze

Verarbeitet Sensordaten zu einem einheitlichen Betriebslagebild und betreibt Sicherheitsnetz-Algorithmen zur Konflikterkennung und Warnung.

Führungssysteme

Automatisierte Befeuerung (Mittellinienlichter, Stopbars), visuelle Andockführung und beleuchtete Beschilderung werden für dynamische, Echtzeit-Führung integriert.

HMI

Ergonomische, konfigurierbare Anzeigen unterstützen das Situationsbewusstsein der Lotsen, das Management von Warnungen und die Routenvergabe.

Interoperabilität

Standardisierte Schnittstellen gewährleisten die modulare Integration von Anbietersubsystemen und die Anbindung an Flughafen- und ATM-Systeme, einschließlich Wetter, Flughafenressourcenmanagement und Predictive Analytics.

6. Anwendungsfälle

Low Visibility Operations (LVO)

A-SMGCS ist entscheidend, wenn die RVR unter Mindestwerte fällt (z. B. 1.200 Fuß). Allwetterüberwachung, automatisierte Befeuerung und Sicherheitsnetze ermöglichen einen sicheren, effizienten Betrieb, wie an großen Flughäfen wie London Heathrow und Seattle-Tacoma zu sehen ist.

Hochdichte Flughäfen

Ermöglicht gleichzeitige, konfliktfreie Starts und Landungen, optimiertes Rollen und effiziente Anpassung an betriebliche Änderungen, insbesondere in komplexen Multi-Runway-Umgebungen.

Nachhaltigkeit

Reduziert Kraftstoffverbrauch, Emissionen und Energiebedarf durch optimierte Routenführung und dynamische Befeuerung.

Notfälle & Ausnahmesituationen

Erhält das Situationsbewusstsein und die sichere Bewegung auch bei eingeschränkten Sichtverhältnissen, Geräteausfällen oder Notfällen.

7. Konformitäts-Checkliste (nach ETSI EN 303 213-1)

8. Zukunftstrends

• Remote/Digital Towers: A-SMGCS liefert die grundlegende Überwachung und Führung für Remote-Tower-Betrieb.
• KI-Entscheidungsunterstützung: Integration mit KI für Predictive Analytics, Stau-Management und kollaborative Entscheidungsfindung.
• Grüne Flughäfen: Unterstützt Umweltinitiativen durch Minimierung der Rollzeiten, Optimierung des Ressourceneinsatzes und Reduzierung des Energieverbrauchs.

9. Zusammenfassung

A-SMGCS ermöglicht es Flughäfen, höchste Standards in Bezug auf Sicherheit, Kapazität und Effizienz einzuhalten – unabhängig von Wetter oder Verkehrskomplexität – und ist damit eine grundlegende Komponente für moderne, zukunftsfähige Flughafenbetriebe.

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