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Eine Passagiermaschine am Flughafen Frankfurt. © dpa / Boris Roessler

Vor zwölf Jahren verabschiedete das Europäische Parlament die gesetzlichen Grundlagen zur Integration, Harmonisierung und Modernisierung der europäischen Flugsicherungsdienste, mit ehrgeizigen Zielen zu Kapazitätsentwicklung, Kosteneffizienz, Sicherheit und Umwelteinfluss. Nach mehreren frustrierten Zwischenbilanzen rücken der Single European Sky (SES) und die damit verbundenen Ziele immer mehr in die Nähe von Visionen - oder schlimmer noch: Illusionen. In dieser und den kommenden beiden Aviation-Management-Folgen werden folgende Punkte analysiert:

Frustration über Kapazitätsengpässe und Ineffizienz

Kommen wir also zunächst zu den Ursachen und Ziele des SES-Programms. Als in der zweiten Hälfte der achtziger Jahre der Luftverkehr durch die Liberalisierung der Industrie und wachsenden Wettbewerb boomte, zeigte sich sehr bald, dass die klassischen Prozesse der Flugsicherung in Europa mit diesem Wachstum nicht mehr Schritt halten konnten. Die Folge waren zunehmende Kapazitätsengpässe im Luftraum und entsprechend zunehmende Verspätungen. Die Schuldigen waren schnell gefunden, nämlich die Flugsicherungsdienste.

Alle Staaten verpflichten sich gem. Art. 28 der ICAO Convention, innerhalb ihrer territorialen Grenzen Navigationshilfen zur Verfügung zu stellen und durch aktive Flugsicherungsdienste die jederzeitige Sicherheit der Luftraumnutzer zu überwachen. Die Verkehrssicherung in der Luft ist, wie auf öffentlichen Straßen, eine öffentliche Aufgabe.

Die Flugnavigationsdienste begleiten die Luftraumnutzer von der Flugplanung bis zum Abschluss des Fluges - im schlimmsten Fall bis zur Suche und Rettung. Im Folgenden geht es im Wesentlichen um die Flugsicherungs-Kontrolldienste (Control Services; Air Traffic Management).

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Grafik: © Christoph Brützel

Um den Luftverkehr steuern zu können, werden zunächst seine Wege kartographiert und der Luftraum in Sektoren aufgeteilt, innerhalb derer jeweils zwei Fluglotsen, ein Radar-Lotse und ein Koordinator die Kontrolle ausüben (Air Space Management).

Grafik: © Christoph Brützel

Im nächsten Schritt erfolgt die Abstimmung der von den Luftraumnutzern eingereichten Flugpläne, das Air Traffic Flow Management. Dieses wird weltweit grundsätzlich durch die nationalen Flugsicherungsorganisationen des Landes wahrgenommen, in denen der Flug planmäßig starten soll. Bis 1995 war das auch in Europa so. Das hieß, dass bei einem Flug von Schweden nach Spanien die Flugplanungsabteilung der schwedischen Flugsicherungsorganisation diesen Flug bilateral mit den Flugsicherungsorganisationen jedes einzelnen Landes koordinierte, das über- beziehungsweise angeflogen wurden sollte.

Bei zig-Tausend Flugplänen je Tag in Europa eine kaum vorstellbare, höchst unflexible Koordinationsaufgabe, die geradezu nach Zentralisierung schrie. So wurde die Eurocontrol Central Flow Management Unit (CFMU) gegründet, die seit 1995 zentral das Flow Management innerhalb der sogenannten ECAC-Region wahrnimmt. Trotz eines positiven Einflusses auf die Verspätungslage stellte sich sehr bald heraus, dass der zweite Wachstumsschub der Industrie durch das Aufkommen der Low Cost Carrier in der zweiten Hälfte der neunziger Jahre zu weiteren Verspätungen führte. Nach Wachstumsraten der Flugbewegungen in Europa von fünf bis sieben Prozent pro Jahr waren im Jahr 1999 21 Prozent aller Flüge um durchschnittlich 25 Minuten verspätet.

Die Geburtsstunde des Single European Sky

Eine "Hochrangige Gruppe" berichtete im November 2000 im Auftrag der neu eingesetzten Kommissarin für Verkehr, Loyola de Palacio, an die Europäische Kommission, dass nunmehr dringender Handlungsbedarf einer grundsätzlichen Reform der Flugsicherung in Europa bestehe.

Die Gruppe konstatierte (Seite 13 des Berichtes):

  • Das Flugverkehrsmanagement in Europa ist zersplittert.
  • Die Folge dieser Zersplitterung ist eine ineffiziente Nutzung der verfügbaren Kapazität.
  • Das aktuelle System kann mit der Nachfrage nicht Schritt halten.
  • Es herrscht ein Mangel an qualifizierten Fluglotsen.
  • Eurocontrol verfügt gegenwärtig nicht über den Entscheidungsprozess und die Durchsetzungsbefugnisse, die für eine rasche Verbesserung der Situation erforderlich sind.

Ein Jahr später legte die Kommission dem Europäischen Parlament ein "Maßnahmenprogramm zur Schaffung eines einheitlichen europäischen Luftraums und Vorschlag für eine Verordnung des europäischen Parlaments und des Rates zur Festlegung des Rahmens für die Schaffung eines einheitlichen europäischen Luftraums" vor. Dies war die Geburtsstunde des Single European Sky (SES).

In den Folgejahren beauftragte die Europäische Kommission zahlreiche Studien, die aufzeigten, dass ohne dramatische Anpassung der klassischen Paradigmen der Flugsicherungsindustrie auf mittlere Sicht dramatische Kapazitätsunterdeckungen zu erwarten standen:

Grafik: © Christoph Brützel

Zudem hatte ein Benchmarking mit der amerikanischen Flugsicherung aufgezeigt, dass die dortige zentrale FAA um 50 Prozent effizienter war als die europäische Flugsicherungsindustrie.

Grafik: © EU-Kommission, Eurocontrol, Christoph Brützel

So wurden für das SES-Programm als Ziele vorgegeben, dass im Zeitraum 2005 bis 2020 nicht nur die Kapazität um 75 Prozent gesteigert werden sollte, sondern dass dabei zugleich die Kosten pro kontrolliertem Flugkilometer zugleich inflationsbereinigt um 50 Prozent gesenkt werden sollten.

Grafik: © EU, Eurocontrol, Christoph Brützel

Um diese ehrgeizigen Ziele zu erreichen, sollte der Single European Sky auf drei Säulen gebaut werden:

Grafik: © Christoph Brützel

Zur Harmonisierung der Rahmenbedingungen für die Strukturen und Prozesse wurden am 10. März 2004 vom Europäischen Parlament vier für alle Mitgliedsstaaten verbindliche Verordnungen erlassen:

  • die Verordnung (EG) Nr. 549/2004 zur Festlegung des Rahmens für die Schaffung eines einheitlichen europäischen Luftraums ("Rahmenverordnung")
  • die Verordnung (EG) Nr. 550/2004 über die Erbringung von Flugsicherungsdiensten im einheitlichen europäischen Luftraum ("Flugsicherungsdienste-Verordnung")
  • die Verordnung (EG) Nr. 551/2004 über die Ordnung und Nutzung des Luftraums im einheitlichen europäischen Luftraum ("Luftraum-Verordnung")
  • die Verordnung (EG) Nr. 552/2004 über die Interoperabilität des europäischen Flugverkehrsmanagementnetzes ("Interoperabilitäts-Verordnung")

Folge war unter anderem, dass der Artikel 87d des Deutschen Grundgesetzes, nach dem die Flugsicherung in der Bundesrepublik Deutschland ausschließlich durch die Bundesverwaltung oder eine vollständig in ihrem Eigentum befindliche Gesellschaft (DFS Gmbh) erbracht werden durfte, geänderte werden musste. Seit 2009 heißt es entsprechend in Art. 87d, Abs. 1, Satz 2: Aufgaben der Flugsicherung können auch durch ausländische Flugsicherungsorganisationen wahrgenommen werden, die nach Recht der Europäischen Gemeinschaft zugelassen sind. Man sieht schon hier: Gut Ding will Weile haben.

Ursprünglich war eine vollständige Integration des europäischen Luftraums und eine der Zentralisierung des Flow Managements (CFMU) vergleichbare Zentralisierung des Air Space Managements angedacht - zunächst insbesondere für den sogenannten oberen Luftraum (oberhalb der Flugfläche 245: 24.500 feet entsprechend rund 7500 Meter, in diesem Bereich findet "cruising traffic" statt, also horizontaler Verkehr).

Doch die Kommission wurde schnell davon überzeugt, dass der Luftraum für diesen Verkehr wegen der Bedeutung seiner Schnittstellen auch zum unteren Luftraum nicht isoliert strukturiert werden könne und dass eine ganzheitliche Planung des europäischen Luftraums wegen der in fragmentierten Zuständigkeiten gewachsenen, heterogenen Prozesse praktisch ausgeschlossen sei. So wurde entschieden, die Fragmentierung im ersten Schritt in sogenannten Funktionalen Luftraum-Blöcken (Functional Airspace Blocks; FABs) zu konsolidieren. Nach einigem hin und her bildeten sich 9 FABs, die jeweils den ganzheitlichen Luftraum mehrerer Staaten umfassen. Zweck dieser FABs soll es sein, im ersten Schritt die Strukturen und Prozesse innerhalb überschaubarer Gruppen zu integrieren beziehungsweise zu harmonisieren.

Grafik: © EU, Christoph Brützel

Deutschland wurde Teil des Functional Airspace Blocks Europe Central (FABEC), zu dem sich zunächst die Benelux-Länder und später Frankreich und die Schweiz gesellten. Dieser Luftraumblock ist wegen seiner zentralen Lage der mit Abstand wichtigste in Europa und hat entsprechend eine herausragende Bedeutung für das Erreichen der SES-Ziele.

Als dritte Säule des Single European Sky wurde das Single European Sky ATM Research Programme (SESAR) auf den Weg gebracht, ein Joint Venture zur Entwicklung harmonisierter Prozesse und Systeme. Dabei sind neben den führenden europäischen Flugsicherungsorganisationen auch die bedeutenden Systemprovider beteiligt, bei denen Verkehrsflughäfen und Fluggesellschaften als Partner eingeworben wurden. Als Vehikel für SESAR wurde ein Joint Venture (Joint Undertaking) gegründet. Es hat das Ziel, die Systemunterstützung für die Flugsicherungsdienste nicht nur zu modernisieren, sondern insbesondere auch in Europa zu standardisieren.

Eine gemeinsame Datenbasis soll Kosten sparen

Der meistversprechende Paradigmenwechsel war der, die traditionell luftraumorientierte Flugsicherung (Radarlotse und Coordinator sichern den Luftverkehr in einem bestimmten Sektor, siehe oben) auf eine Gate-to-Gate-Betreuung umzustellen. Dies setzt in letzter Konsequenz voraus, dass Flüge nicht nur planerisch koordiniert werden. Vielmehr muss es eine zentrale Datenbasis geben, in der alle Trajektorien (4-D-Flugplandaten) auch operativ abgebildet und miteinander koordiniert werden.

Als solches System sollte ein "System Wide Information Management" (SWIM) dienen, eine gemeinsame Datenbasis von Flugsicherungsdiensten, Flughäfen und Luftraumnutzern, die alle koordinierten Flugpläne überschneidungsfrei und alle Flüge und das hieraus resultierende Luftlagebild in Echtzeit abbilden soll.

Ein solches holistisches System würde es allerdings nicht nur den Fluglotsen erlauben, Flüge vom Start bis zur Landung zu überwachen beziehungsweise zu navigieren. Es würde auch den Airlines - sei es im Operations Control Center oder sei es im Cockpit - jederzeit zugänglich sein. Solange sich jeder Flug auf der im Gesamtsystem abgebildeten Trajektorie bewegt, bedarf es keiner weiteren Eingriffe.

Soweit das Luftlagebild gegenüber dem System abweicht oder der Flugplan - aus welchen Gründen auch immer - angepasst werden soll, kann das System potenzielle Konflikte erkennen und damit verbundene Konfliktlösungen aufzeigen. Zugleich bedarf es auch keiner starren Verkehrswege und Wegpunkte mehr, um Flüge zu koordinieren. Mit bis zu 15 Prozent wurden die damit verbundenen Effizienzsteigerungen wegen Verkürzung der Flugrouten beziffert.

Die Fluglosten werden teilweise verzichtbar

Der wohl markanteste Paradigmenwechsel aber ist der, dass in letzter Konsequenz für weite Teile des Fluges auch unter Instrumentenflugbedingungen die Fluglotsendienste verzichtbar werden. Und zwar nämlich dann, wenn auf die integrierte Datenbasis (SWIM) aufsetztende, qualifizierte "Airborne Seperation Assurance Systems" (ASAS) den Luftraumnutzern die Möglichkeit geben, selbst die Kontrolle zu übernehmen und systemunterstützt nicht nur den Flugweg in allen vier Dimensionen zu optimieren, sondern auch gefährliche Annäherungen systematisch zu vermeiden.

Grafik: © Christoph Brützel

Derartig revolutionäre Ansätze lassen sich in einer Flugsicherungsindustrie, die in einem Maße standardisiert ist wie wohl keine andere Industrie, zwar denken, realisieren aber kann man sie nur, wenn auch eben diese weltweiten Standards entsprechend angepasst werden.

So lohnend, sinnvoll und wünschenswert all diese Ansätze und Paradigmenwechsel auch scheinen, so sehr muss man doch wissen, dass die Flugsicherungsindustrie nicht von Ungefähr auch heute noch weitestgehend nach den Standards und Methoden funktioniert, die im Nachgang der ICAO Convention in den zugehörigen Anhängen und Ausführungsbestimmungen vor 60 Jahren festgelegt wurden.

Das ICAO Document 4444 zu den Prozessen der Flugsicherung und zugehörige Ausführungsdokumente regeln alles bis hin zur Phraseologie der Fluglotsen mit guten Gründen bis ins kleinste Detail. Keine andere Industrie der Welt ist mit Verweis darauf, dass jede Änderung definitionsgemäß gegenüber Fortführung einer geübten Routine Ungewissheit und damit Unsicherheit induziert, so veränderungsresistent wie die Flugsicherung.

Der Zusammenstoß zweier Verkehrsflugzeuge am Himmel über der deutsch-schweizerischen Grenze im Juli 2002 war unter anderem auch Folge einer Regeländerung: Nach flächendeckend vorgeschriebener Einführung sogenannter "Technical Collision Avoidance Systems" (TCAS) hatte man auf ICAO-Ebene beschlossen, dass nunmehr im kurzfristigen Vorfeld eines drohenden Zusammenstoßes die Piloten sich nach den Systemanweisungen zu richten haben, satt nach den Ansagen des Fluglotsen. Bei dem genannten Vorfall hatten die Piloten in einem Cockpit - nämlich dem des DHL-Fliegers - bereits das entsprechende Training, im anderen Cockpit, dem der kasachischen Passagiermaschine, allerdings nicht.

So wird im nächsten Beitrag darüber zu berichten sein, wie viel oder auch wie wenig von all den guten Vorsätzen und Ansätzen in den letzten mehr als zehn Jahren Realität geworden ist - oder auch der Realität nur ein wenig näher gekommen ist.

Über den Autor

Prof. Dr. Christoph Brützel Prof. Dr. Christoph Brützel ist bereits seit über 30 Jahren im Luftverkehrsbereich tätig - zunächst bei Lufthansa, LTU und A.T. Kearney - aktuell als selbständiger Berater und Professor für Aviation Management an der Internationalen Hochschule in Bad Honnef (IUBH). Kontakt: aviationmanagement@airliners.de

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