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Herausforderungen bei der Umsetzung von Remote-Tower-Konzepten

09.08.2017 - 09:14 0 Kommentare

Den Luftverkehr aus der Ferne überwachen. Das ist die Idee des Remote-Tower-Konzeptes. Fachmann Holger van de Sand schildert die Herausforderungen bei der Umsetzung der Idee.

Darstellung des Remote-Tower-Konzeptes bei dem ein Fluglotse den Verkehr aus der Ferne überwacht. - © © Saab Sensis -

Darstellung des Remote-Tower-Konzeptes bei dem ein Fluglotse den Verkehr aus der Ferne überwacht. © Saab Sensis

Die Bandbreite der Flughäfen, an denen die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH die Flugplatzkontrolle durchführt, ist groß. Sie reicht von Frankfurt am Main mit 468.027 Starts und Landungen nach Instrumentenflugregeln (IFR) im Jahr 2015 bis zum Flughafen Erfurt/Weimar, der 2015 lediglich 4869 IFR-Starts und Landungen verzeichnete). Eines jedoch haben alle gemeinsam: Die benötigte Anzahl von Fluglotsen richtet sich nach der Anzahl der Arbeitsplätze im Tower und deren Öffnungszeiten.

Diese wiederum bilden nicht nur die Verkehrsmenge ab, sondern richten sich ebenfalls nach Kriterien wie Betriebspflicht oder Komplexität des jeweiligen Flughafens. Deshalb kann die Anzahl von Fluglotsen bei niedrig frequentierten Flughäfen nicht endlos reduziert werden. Ebenso begrenzt ist die Möglichkeit, bei geringen Verkehrsmengen die baulichen Gegebenheiten beziehungsweise Ausstattungen des Kontrollturms zu reduzieren, da auch bei niedrigem Aufkommen jede einzelne Flugbewegung sicher, geordnet und flüssig abgewickelt werden muss.

Video als Ersatz für Außensicht

Seit etwa 2001 gab es deshalb in der DFS Überlegungen, die Flugverkehrskontrolle für wenig frequentierte Flughäfen von anderen Standorten aus durchzuführen. Man erhoffte sich dadurch sowohl einen effizienteren Personaleinsatz als auch entfallende Betriebskosten für den Tower. Anfangs fokussierten sich diese Überlegungen auf die Übertragung der Flugverkehrskontrolle von einem Tower auf einen einzelnen anderen Tower in der Annahme, dass es sich bei der fehlenden Außensicht des übernehmenden Lotsen um identische Verhältnisse wie bei dichtem Nebel handelt und Flugverkehrskontrolle somit möglich sein würde (Dark-Tower-Ansatz).

Bei einem 2004/2005 durchgeführten Feldversuch, bei dem nachts zeitweise die Flugverkehrskontrolle für den Flughafen Erfurt/Weimar von einem Lotsen im Tower Leipzig/Halle aus durchgeführt wurde, stellte sich jedoch heraus, dass dieser Ansatz den geforderten Standards nicht genügte und häufig auf den im Tower Erfurt anwesenden Lotsen als Fallback zurückgegriffen werden musste. Ohne innovativen Außensichtersatz blieb es damit bei der Notwendigkeit der örtlichen Verbindung zwischen Flughafen und Flugplatzkontrolle.

Parallel dazu forschte die DFS in einem gemeinsamen Projekt mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) zu videobasierten Lösungen für den Außensichtersatz. Der Ansatz einer Kooperationsentwicklung eigener Außensichtersatzsysteme wurde jedoch nach umfangreichen Tests und Studien als noch nicht praxisreif wieder verworfen.

© Frequentis, Lesen Sie auch: DFS will Flughafen Saarbrücken aus Leipzig überwachen

Eine Reihe von Faktoren führte ab dem Jahr 2010 zu einer Intensivierung der Bemühungen um Remote-Tower-Lösungen in Form der Vorbereitung des derzeit existierenden DFS-Projektes. Zum einen machen die baulichen Bedingungen am Tower Saarbrücken mittelfristig die Entscheidung über einen Neubau notwendig, zum anderen zeigt die rasante Entwicklung von Videokameras, Infrarotkameras und Sensorik mit Blick auf Remote Tower, dass die notwendigen Bedingungen für die Durchführung von Flugplatzkontrolle damit nun erreichbar sind.

Das sind die Regularien

Die Luftfahrt ist einer der sicherheitsempfindlichsten Bereiche weltweit. Faktisch jeder Handgriff ist durch eine Regel oder Vorschrift vorgegeben. Die International Civil Aviation Organization (ICAO) regelt die Belange der zivilen Luftfahrt in den Annexen 1 bis 18 zur Convention on International Civil Aviation. Besondere Bedeutung für die Entwicklung von Remote Tower Lösungen haben dabei der Annex 11 (Air Traffic Services) und der Annex 14 (Aerodromes), beschreiben sie doch direkt die Anforderungen an Flugverkehrskontrolle und Flughäfen.

Auf europäischer Ebene greifen zusätzlich die Verordnungen der Europäischen Union, auf dem Gebiet der zivilen Luftfahrt entwickelt und formuliert von der European Aviation Safety Agency (EASA). Mit direktem Einfluss auf Remote-Tower-Konzepte ragen dabei die VO (EU) 2015/340 (Air Traffic Controllers Licensing and Certification) sowie die DVO (EU) 1035/2011 (Festlegung gemeinsamer Anforderungen an die Erbringung von Flugsicherungsdiensten) heraus.

Die EASA hat die Aktivitäten der einzelnen Stakeholder bei der Definition und Entwicklung von Remote-Tower-Konzepten Mitte bis Ende der 2000er Jahre zunächst passiv begleitet. Als mit der Intensivierung der Forschung und Entwicklung die Chancen der Umsetzung stiegen, kam die Frage auf, inwieweit diese Aktivitäten einen regulatorischen Rahmen benötigen.

Im NPA 18/2012 (Notice of Proposed Amendment) zur künftigen VO (EU) 2015/340) stellte die EASA zum ersten Mal europaweit die Frage nach der Notwendigkeit von Regelungen für RTO (Remote Tower Operations - EASA Term für alle Aktivitäten zu Remote Tower). Die Mehrheit der Staaten äußerte die Auffassung, RTO aufgrund der wenigen tatsächlich geplanten Umsetzungen nicht zum Gegenstand der neuen, 2015 in Kraft getretenen EU-Verordnung zu machen. Die EASA entschloss sich deshalb, die Notwendigkeit verbindlicher Regelungen separat zu untersuchen.

Eine solche Untersuchung wird bei der EASA im Rahmen eines Rulemaking Task (RMT) durchgeführt. Nach einem erteilten Auftrag definiert die EASA zunächst intern die Untersuchungsgegenstände und -fragen (Terms of Reference - ToR). Diesem Schritt folgt, üblicherweise unter Bildung einer Rulemaking Group, ein Rule Impact Assessment zur Beurteilung möglicher Wirkungen einer Regelung. Danach wird im Normalfall entweder ein bereits erwähntes Notice of Proposed Amendment in Vorbereitung einer Implementing Rule (IR) oder eine Veröffentlichung ohne festen Regelungscharakter (Guidance Material oder Ähnliches) herausgegeben. Im Fall der Untersuchung von RTO besteht die Rulemaking Group aus Vertretern der EASA, nationaler Aufsichtsbehörden, Flugsicherungsunternehmen und europäischer Gewerkschaften. Eingebunden sind ebenso Vertreterinnen der amerikanischen FAA sowie von EUROCONTROL.

Schwedischer Flughafen spielt besondere Rolle

Besondere Aufmerksamkeit bekam der Verlauf des RMT weil eine mögliche Definition von Regeln zu einem Zeitpunkt im Raum stand, zu dem in mehreren europäischen Staaten Remote-Tower-Projekte in beziehungsweise kurz vor der Umsetzung standen. Die EASA musste deshalb eine Lösung finden, einen geeigneten regulatorischen Rahmen für RTO zu schaffen, gleichzeitig aber genügend Freiräume für die Entwicklung weiterer innovativer Lösungen auf diesem Gebiet zu schaffen. Eines der am weitesten fortgeschrittenen Projekte war dabei die Durchführung der Flugverkehrskontrolle für den schwedischen Flughafen Örnsköldsvik/Gideå vom Remote Tower Centre (RTC) in Sundsvall/Midlanda aus, welches sich in der finalen Umsetzungsphase befand und mittlerweile seit dem 21. April 2015 operativ umgesetzt ist.

Ein tiefgreifender regulatorischer Eingriff mit Normierungen zum Beispiel für technische Systeme oder operative Abläufe hätte sowohl zu unkalkulierten Mehraufwänden und Zeitverlusten, als auch im schlimmsten Fall zum Projektstopp führen können. Auch die DFS war zum Zeitpunkt der Durchführung des RMT in einer entscheidenden Phase der Definition und Auswahl geeigneter Außensichtersatzsysteme und verfolgte daher die Arbeit der Rulemaking Group mit höchstem Interesse.

Die Rulemaking Group widmete sich zunächst der Frage, inwieweit bestehende Verordnungen und Vorschriften RTO bereits abdecken und ob es notwendig sei, RTO mit einer separaten Implementing Rule regulatorisch zu behandeln. Hierbei sollte der Grundsatz gelten: So viel wie nötig und so wenig wie möglich regeln. Die Diskussion machte klar, dass der gegenwärtige Stand der Forschung und Umsetzung eine Vielzahl von Optionen aufzeigt, die sich zum Teil erheblich voneinander unterscheiden, bei denen sich die anzuwendenden Verfahren und Arbeitsweisen jedoch vollumfänglich in den oben angesprochenen bisherigen Regelungen wiederfinden.

Es erschien daher nicht notwendig, im derzeitigen Entwicklungsstand von RTO eine eigene Implementing Rule zu hinterlegen. Dennoch sollte den Flugsicherungsunternehmen und Nationalen Aufsichtsbehörden ein Handlungsleitfaden zur Verfügung gestellt werden, um die Einhaltung der geltenden Vorschriften zu unterstützen und bisher gemachte Erfahrungen zu kommunizieren. Die Rulemaking Group empfahl daher zur Erreichung des Ziels dem Executive Director der EASA die Herausgabe eines Guidance Material (GM).

"Out of the window view"

Mit der "Executive Director Decision 2015/014/R" vom 3. Juli 2015 folgte dieser der Empfehlung. Für die an RTO interessierten oder sich bereits in Planung und Umsetzung befindlichen Flugsicherungs- und Industrieunternehmen bedeutet das, sich innerhalb des gesteckten Rahmens innovativ entwickeln zu können und dennoch das aktuelle Sicherheitsniveau zu erreichen, wenn nicht sogar zu verbessern.

Ein Beispiel für einen kontrovers diskutierten Punkt mit Potenzial zur Verbesserung des Sicherheitsniveaus ist dabei ein Begriff, der in der Vergangenheit häufig in Zusammenhang mit RTO verwendet wurde: "Out of the window view". Dieser geht auf eine Vorschrift der ICAO zurück:

"Aerodrome controllers shall maintain a continuous watch on all flight operations on and in the vicinity of an aerodrome as well as vehicles and personnel on the manoeuvring area. Watch shall be maintained by visual observation……"

Ausgehend von der Tatsache, dass auf einem konventionellen Tower dieser Vorschrift durch den Blick aus dem Fenster Genüge getan wird, wurden Anforderungen an die Außensichtersatzsysteme darüber definiert.

Kein konventioneller Tower - kein Blick aus dem Fenster

Sehr schnell wurde jedoch in der Rulemaking Group klar, dass die konzeptionelle Entwicklung von RTO den Begriff hier längst überholt hat. Ging man anfangs davon aus, dass mittels Remote Tower bereits bestehende Flughäfen und Tower mit Flugplatzkontrolle versorgt werden sollen, so ist dies mittlerweile auch für neu zu bauende Flughäfen eine Option. Deshalb kann der Begriff "Out of the window view" so nicht mehr verwendet werden, da unklar bleibt, welcher Blick aus dem Fenster ersetzt werden soll, wenn es nie einen konventionellen Tower gab.

Remote-Tower-System von Hungaro Control. Foto: © Hungaro Control

Ähnliche Probleme ergeben sich bei Vorhaben, bei denen Außensichtersatzsysteme nicht am Standort des bisherigen konventionellen Towers installiert werden sollen, sondern an anderer Stelle, beispielsweise auf einem Turm oder Mast. Besonders bei älteren Flughafenanlagen, bei denen der konventionelle Tower nicht mehr die optimale Position für die Sicht auf die Bewegungsflächen hat, kann dies bei Remote-Betrieb einen signifikanten Qualitätsgewinn für die Sicht des Lotsen nach sich ziehen, entspricht jedoch nicht mehr der Situation des "Out of the window view".

Es war daher notwendig, einen Begriff zu definieren, der den Forderungen des ICAO Doc 4444 entspricht, dabei aber nicht mehr unterstellt, bei RTO würde der Blick aus dem Fenster 1:1 ersetzt werden. Schaut man aus regulatorischer Sicht genauer hin, entspricht die Situation der eines Neubaus des konventionellen Towers. Dafür bestehen umfangreiche Vorschriften zu Standort, Höhe, Einsichtsflächen sowie Einbindung in die Gegebenheiten des Flughafens. Dabei existiert kein Unterschied, ob man eine neue Towerkanzel oder zum Beispiel einen Kameramast errichtet. Dies unterstreicht den Ansatz, dass die Umsetzung von RTO vom bisherigen regulatorischen Rahmen vollständig erfasst wird.

"Visual presentation" löst das Problem

Eine geeignete Lösung fand das EASA Guidance Material mit dem Begriff "visual presentation". Gemeinsam mit der Fernglasfunktionalität, den Sprachkommunikationssystemen, der optischen Kommunikation (light gun) sowie den notwendigen Flughafensystemen (Befeuerung und ähnliches) bildet die Sichtdarstellung (im Remote Tower Projekt der DFS als Außensichtersatz bezeichnet) damit die als Minimum benannte Ausrüstungsbasis für RTO (Basic equipage). Diese kann dann nach Notwendigkeit und Beurteilung im Rahmen der Sicherheitsbewertung durch Systeme (Enhanced equipage, zum Beispiel Infrarotkameras) ergänzt werden.

Kontrovers diskutiert wird in Europa die Notwendigkeit der Wahrnehmung von Außengeräuschen durch den Towerlotsen. Für die Rulemaking Group war dies von besonderem Interesse, hängt daran doch die Frage der Übertragung dieser Geräusche bei RTO. Gefordert wird die Geräuschwahrnehmung in keiner bisherigen Vorschrift für die Flugplatzkontrolle und die DFS hat in der Vergangenheit einen hohen Aufwand betrieben, die Außengeräuschbelastung für die Towerkanzel mit schallisolierenden Maßnahmen einzudämmen. Gerade bei einer Lage des Towers dicht an den Bewegungsflächen des Flughafens geht die DFS von einer störenden Wahrnehmung der Umgebungsgeräusche aus.

Dieser Beitrag ist ein Auszug aus dem Buch "Historische Entwicklungen und aktuelle Herausforderungen im Luftverkehr", das anlässlich des zehnten Jubiläums des Studiengangs Luftverkehrsmanagement an der Frankfurt University of Applied Sciences erschienen ist. Das Buch kann als Printausgabe sowie als E-Book beim Cuvillier Verlag bestellt werden. Foto: UAS Frankfurt

Andere Flugsicherungsunternehmen in Europa verfolgen die entgegengesetzte Philosophie: Sie bringen die Geräusche durch Lautsprecher direkt in die Kanzel des konventionellen Towers. Dadurch erhoffen sie sich eine höhere Sensibilisierung für das Geschehen am Flughafen. An diesem Beispiel lässt sich sehr deutlich zeigen, dass ein regulatorischer Eingriff seitens der EASA hier zu einer nicht notwendigen Beeinträchtigung der Handlungsfreiheit von Unternehmen und Aufsichtsbehörden geführt hätte. Das Guidance Material legt stattdessen die Verantwortung in die Hände der begleitenden Sicherheitsbewertung des Flugsicherungsunternehmens und der nachfolgenden Freigabe der jeweiligen nationalen Aufsichtsbehörde: Sie entscheiden, ob Außengeräusche bei RTO in die Towerkanzel übertragen werden sollen oder gegebenenfalls sogar müssen.

Die Idee vom Multiple-Remote-Tower

Die Entwicklung von RTO schreitet in hoher Geschwindigkeit voran. Es ist daher nicht verwunderlich, dass das Guidance Material der EASA nicht das Ende der regulatorischen Aktivitäten darstellt. Ausgehend von den in nächster Zeit zu gewinnenden Erfahrungen in der bereits erfolgten oder geplanten Umsetzung von RTO hat es die EASA für notwendig erachtet, auf europäischer Verordnungsebene ein weiteres Guidance Material oder aber eine Implementing Rule zu entwickeln und in Kraft zu setzen. Die Aktivitäten der Rulemaking Group wurden daher im Verlauf des Jahres 2016 wieder aufgenommen.

Im Mittelpunkt der Diskussion steht dabei neben der Wertung und Verwendung bisheriger Erfahrungen in den unterschiedlichen Projekten die Betrachtung von "Multiple-Remote-Tower"-Operations. In einigen Staaten und auch unter dem Dach von SESAR wird derzeit erforscht, ob und unter welchen Bedingungen es möglich ist, die Flugverkehrskontrolle durch einen Lotsen simultan für mehrere Flugplatzkontrollen durchzuführen. Auch für diese sehr komplexen Forschungsvorhaben stellt sich natürlich die Frage, ob und in welchem Umfang die EASA hier regulatorisch tätig werden sollte.

Besonders betroffen ist bei diesem Ansatz das Themengebiet Human Factors, handelt es sich doch um eine signifikante Änderung der Komplexität der Wahrnehmung durch den Fluglotsen im Vergleich zur Durchführung der Flugverkehrskontrolle für einen einzelnen Flughafen. Mit einem vorläufigen Arbeitsergebnis der Rulemaking Task Group dazu ist Ende 2017 zu rechnen.

Die bisherigen Erfahrungen der unterschiedlichen Projekte zeigen, dass die Umsetzung und Weiterentwicklung innovativer Remote Tower Lösungen vollständig im Rahmen bestehender Regelungen durchgeführt werden können. Die Notwendigkeit einer eigenen europäischen Verordnung für RTO ist somit zum jetzigen Zeitpunkt nicht gegeben.

Über den Autor

Holger van de SandHolger van de Sand ist "Head of Operational Staffing Tower" bei der Deutschen Flugsicherung (DFS). Er ist damit für alle Prozesse zur Personalplanung sowie zum Lizenzerwerb und -erhalt des operativen Personals im Bereich Tower der DFS verantwortlich. Holger van de Sand startete seine Karriere bei der DFS 1991 als Flugdatenbearbeiter. Aktuell ist er auch als Dozent an der TU Darmstadt sowie der University of Applied Sciences in Frankfurt tätig.

Von: Holger van de Sand für airliners.de
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