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Paolo Sordi – Processi di Scalo ed Aviazione Generale

SEA Aeroporti di Milano

ATC

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Gestione del traffico aereo

Area di Movimento.

L’ Aeroporto è fondamentalmente suddiviso in due zone che, sommate, costituisconol’Area di movimento:

area di manovra, ossia quella deputata all’atterraggio e decollo degli aeromobili(piste e relativi raccordi di ingresso/uscita);Apron, ossia i piazzali di sosta.

L’area di manovra è controllata dalla torre e ogni accesso avviene dopo contatto radioe sotto controllo radar.Nell’Apron gli aeromobili sono, in Italia, ancora guidati dalla torre mentre i veicolipossono muoversi autonomamente, separandosi a vista dal traffico aereo che hasempre la precedenza.

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Integrazione fra aeroporto e controllo del volo.

Il gestore aeroportuale e l’ente ATC (ENAV in Italia) cooperano per massimizzare la capacitàdello scalo e per raggiungere i massimi livelli di puntualità.Con lo scopo di rendere il traffico aereo, sia in volo che a terra, sicuro, ordinato e puntuale ilgestore e l’ente ATC utilizzano infrastrutture complementari:

Radioassistenze (ATC);Radar (ATC);AVL (Aiuti Visivi Luminosi, gestore);sistemi antintrusione di pista (gestore);segnaletica orizzontale (gestore).

Il disegno delle rotte di avvicinamento e di uscita e le dotazioni tecnologiche sono difondamentale importanza per la capacità che un aeroporto può esprimere sia in condizionidi normale operatività che in condizioni di scarsa visibilità.L’integrazione fra aeroporto ed ente ATC (che si concretizza nel rilascio del volo da partedello scalo nei confronti della torre) è oggetto di un progetto europeo denominato CDM(Collaborative Decision Making) che mira appunto a gestire un volo in una logica diprocesso integrata fra aeroporti , enti ATC, handlers e altri soggetti.

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Volo strumentale e a vista.

Le regole del volo strumentale o Instrument Flight Rules (IFR) sono quellenormalmente utilizzate dall’aviazione commerciale e si contrappongono alle regole delvolo a vista o Visual Flight Rules (VFR), nelle quali il pilota è il solo responsabiledell’individuazione di eventuali ostacoli e di altri aeromobili e dell’attuazione dellemanovre necessarie ad evitarli.

Le regole IFR consentono di volare anche quando i piloti non siano in grado disepararsi da altro traffico in modo autonomo e di vedere gli ostacoli o il terreno. Il voloIFR richiede una particolare strumentazione di bordo (principalmente orizzonteartificiale, altimetro, variometro e virosbandometro), l’abilitazione del pilota, una seriedi norme e procedure (RNAV, aRea NAVigation) e l’utilizzo di diversi sistemi dinavigazione: navigazione satellitare, navigazione radar e radionavigazione attraversostazioni di terra come ILS, VOR, Loran C, DME, NDB.

Le regole del Volo a Vista, o Visual Flight Rules (VFR) consentono di volare in sicurezzagrazie ad una serie di regole che si basano sul principio fondamentale del "vedere edessere visti": le regole VFR sono utilizzabili entro limiti minimi e massimi di quota, divelocità, di visibilità, di distanza dalle nubi e dagli ostacoli al suolo.

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Piano di volo.Il piano di volo è un modulo compilatodai piloti e spedito all’ente ATC (in Italial’ENAV) prima di poter effettuare lamaggior parte dei voli.Il piano di volo è obbligatorio per i volioperanti in IFR mentre per quelli VFR èrichiesto soltanto in determinati casi.I piani di volo originano da unaprecedente assegnazione di slot (sugliaeroporti coordinati) effettuata dalcoordinatore nazionale (in ItaliaAssoclearance) mentre in operativosono gestiti in modo centralizzato daEuroControl che assegna gli slot inpartenza ed in arrivo verificando larotta richiesta nel piano di volo con lecapacità dei vari settori attraversati.

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Slot.

Lo slot è una finestra temporale entro la quale un aeromobile ha il permesso didecollare o atterrare in un determinato aeroporto.L’istante di riferimento per uno slot è il CTOT (Calculated Take-Off Time) mentre lafinestra temporale ha una durata di 15 minuti (con inizio 5 minuti prima del CTOT efine 10 minuti dopo).Lo slot viene assegnato stagionalmente dal coordinatore nazionale (per l’ItaliaAssoclearance) per permettere alle compagnie di costruire il proprio orario e viene poimodificato giornalmente dall’ente di controllo dei flussi di traffico aereo (per l'Europail CFMU di Eurocontrol) solo quando è necessario applicare restrizioni all'orario dipartenza, arrivo a destinazione, o sorvolo di un punto della rotta, solitamente permotivi di congestione di traffico.Una volta scaduto lo slot, per complicazioni nelle procedure di imbarco o altri fattoritecnici necessari a predisporre l'aeromobile per la partenza, la compagnia aerea dovràfornire un nuovo orario stimato di partenza (EOBT, Estimated Off-Block Time) per ilvolo suddetto e richiedere un nuovo slot, con il conseguente rischio di ricevere unCTOT che spesso può causare un ulteriore considerevole ritardo.

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Radioassistenze.

Le radioassistenze sono l'insieme di antenne installate a terra con lo scopo di fornire aipiloti informazioni riguardanti la posizione attuale del velivolo e la sua direzione.Grazie ad esse il pilota può operare in condizioni IFR ossia effettuare un volo in totalesicurezza anche con visibilità estremamente ridotta o nulla.Le principali tipologie di antenne sono:

VOR (VHF Omnidirectional Range);NDB (Non-Directional Beacon);DME (Distance Measuring Equipment);LORAN C (LOng RAnge Navigation);ILS (Instrument Landing System).

Negli ultimi anni è stato introdotto anche l’utilizzo dei sistemi GPS (Global PositioningSystem).

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Apron Management Service.

L’Apron Management Service costituisce uno dei principali punti di contatto tral’ATC (ENAV in Italia) e l’Aeroporto per quanto riguarda i processi legati al volo.A norma della regolamentazione ICAO il servizio di Apron Management deveessere predisposto per:

regolamentare i movimenti sul piazzale al fine di prevenire collisioni travelivoli e tra velivoli ed ostacoli;

regolamentare l’entrata e coordinare l’uscita degli aeromobili dalle aree dicompetenza in collaborazione con la Torre di Controllo;

garantire la spedita e sicura movimentazione dei veicoli e regolamentarele altre attività che si svolgono sulle aree di competenza;

raggiungere un’efficace gestione del flusso di traffico.

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L’Apron Management Service riceve dall’agente rampa la richiesta di rilascio delvolo una volta che sono state completate le operazioni di handling e l’aereo è incondizioni di muovere dallo stand.

Per essere dichiarato “pronto” e, di conseguenza, trattabile da ENAV, un volo dovrà in particolare avere:

imbarco terminato; stive chiuse; attrezzature rimosse.

Il controllore del traffico aereo, ricevuta in frequenza la richiesta di messa inmoto dal comandante, prima di permettere tale manovra dovrà aver ottenutodall'Operatore in Sala Apron la conferma che il volo è “pronto” e l'areainteressata dalle operazioni di Push Back è sgombra da veicoli, traini e/opersone.

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I principali benefici derivanti dall’Apron Management Service sono :

aumento della sicurezza operativa sulle aree di piazzale;miglior utilizzo delle risorse infrastrutturali dello Scalo (Stands, Gates, De-icing, PushBack);maggiore efficienza nella gestione dei flussi di traffico e maggiore fluidità delle operazioniche porta come risultato indotto una riduzione dei tempi di rullaggio ed attesa degliaeromobili;incremento della puntualità di Scalo grazie alla disponibilità di maggiori informazioniinerenti ai voli.

L’obiettivo ultimo dell’AMS è quello di giungere ad una integrazione fra A-SMGCS(Automatic Surface Movement System) e GPS in modo da gestire in tempo reale e con lamassima esattezza la posizione di aeromobili e mezzi sul sedime.L’utilizzo di un sistema GPS per il monitoraggio dei veicoli sul piazzale aeromobili el’integrazione di questi dati con l’A-SMGCS consentirà di realizzare un sistema capace dicontrollare automaticamente gli spostamenti sul piazzale e di definire proposte di sequenzadi movimento degli aeromobili da e per gli stand.

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SMGCS

L’attuale sistema di guida e controllo del traffico aereo di superficie,denominato SMGCS (Surface Movement Guidance and Control System) è infattisostanzialmente basato sulla capacità del controllore di torre di monitorarevisivamente il traffico aereo e dei piloti di rullare seguendo la segnaletica e leindicazioni che caratterizzano piazzali, vie di rullaggio e piste di volo.E’ evidente come questo sistema divenga inadeguato per sistemi aeroportualicomplessi e vasti, multi pista e in condizioni di scarsa visibilità in presenza dipioggia o nebbia, o in generale nelle ore notturne. Inoltre le normative ICAOprevedono, incasi di rischio e in condizioni di visibilità significativamente ridotta lacircolazione sulle vie di rullaggio di pochi aeromobili per volta causando inquesto modo notevoli ritardi sia in arrivo che in partenza.

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A-SMGCS

L’esigenza di adottare un nuovo sistema per il monitoraggio del traffico inmovimento sulla superficie aeroportuale, denominato A-SMGCS (AdvancedSurface Movement Guidance and Control System), deriva dalla necessità dimantenere ed incrementare la sicurezza e l’efficienza dei movimenti a terraattraverso l’automazione delle funzioni del servizio di controllo del trafficoaereo.Gli attuali metodi di implementazione delle funzioni del sistema A-SMGCSprevedono l’uso di tipologie di sensori eterogenei (radar, telecamere, barriere amicroonde, spire induttive, ecc.) con lo scopo di individuare e identificare tuttele possibili categorie di oggetti che si presentano nell’ambiente operativo inesame.Una fondamentale discriminazione è quella tra oggetti cooperanti (dotati ditrasponder) e oggetti non cooperanti, per la cui individuazione sono necessaritipi di sensori differenti: il Surface Movement Radar (SMR), radar primario cheidentifica tutti gli oggetti e la multilaterazione basata su radar secondari dimodo S per vedere ed identificare gli oggetti cooperanti con i loro apparati dibordo (transponder).

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A-SMGCS

Inoltre l’A-SMGCS si propone di ridurre al minimo il carico di lavoro deicontrollori di torre, aspetto non secondario dato che lo stress e i possibili erroriumani rappresentano una possibile fonte di rischio per la sicurezza; a questoproposito è necessaria l’introduzione di una adeguata Human MachineInterface (HMI), che sia in grado di presentare al controllore la situazione deltraffico in modo non ambiguo e prevenire possibili conflitti.Uno degli obiettivi finali dell’A-SMGCS è l’introduzione dei sentieri di rullaggioad accensione controllata (previsti nel Livello 4 di implementazione).

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A-SMGCS

Come descritto nell’ICAO Doc 9830 (Advanced Surface Movement Guidanceand Control Systems Manual), l’A-SMGCS consiste di quattro funzioni base:

Monitoraggio (Surveillance); Controllo (Control); Individuazione dei percorsi (Planning/Routing); Indirizzamento (Guidance).

Vengono pertanto definiti quattro livelli di implementazione:

A-SMGCS - Level 1.Utilizza un miglior monitoraggio e procedure specifiche relative all’area dimanovra per i veicoli e all’area di movimento per gli aeromobili. Le procedureriguardano l’identificazione e l’emissione di istruzioni ed autorizzazioni. Icontrollori possono disporre della posizione ed identità del traffico il che è unimportante passo avanti rispetto al tradizionale Surface Movement Radar(SMR).

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A-SMGCS

A-SMGCS - Level 2 .Aggiunge le “safety nets”, apparecchiature che proteggono le piste e alcunearee specifiche e che, in caso di conflitti fra veicoli o di ingresso degli stessi inaree soggette a restrizioni generano appositi allarmi.

A-SMGCS - Level 3.Riguarda l’identificazione di tutti i possibili conflitti nell’area di movimento e unamigliore pianificazione e indirizzamento, facilitando il lavoro dei controllori deltraffico aereo.

A-SMGCS - Level 4.Fornisce consigli per la risoluzione dei conflitti e un sistema automatico diindividuazione dei percorsi e di guida automatica per i piloti.

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Servizi del traffico aereo (A.T.S.)

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I servizi del traffico aereo (servizi A.T.S.), organizzati secondo le direttiveI.C.A.O., vengono istituiti allo scopo di fornire la massima assistenza possibilesia al singolo aeromobile che a tutto il traffico aereo. Tali servizi possono esseredi semplice informazione di volo, di consiglio sul traffico aereo, di controllo deltraffico aereo e d’allarme.In particolare i servizi del traffico aereo hanno lo scopo di:

Prevenire le collisioni tra aeromobili; Prevenire le collisioni tra aeromobili sull’area di manovra degli aerodromi e

gli ostacoli; Accelerare e mantenere ordinato il flusso del traffico aereo; Fornire informazioni utili per una sicura ed efficiente condotta del volo; Informare tempestivamente le appropriate organizzazioni circa aeromobili

in difficoltà o che necessitino di assistenza e soccorso e collaborare contali organizzazioni come da esse richiesto.

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Suddivisione Verticale degli Spazi Aerei ATS

Il territorio e lo spazio aereo sovrastanti uno Stato ICAO sono divisi in una o piùREGIONI INFORMAZIONI VOLO (FIR) ed in una o più REGIONI INFORMAZIONI VOLOSUPERIORI (UIR).

Lo spazio aereo è in genere distinto in:

SPAZIO AEREO INFERIOREIn Italia da GND a FL195 compreso (FIR)

SPAZIO AEREO SUPERIOREIn Italia al di sopra di FL195 (UIR)

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Organizzazione degli Spazi Aerei

1) STRUTTURA BASE DEGLI SPAZI AEREI Regioni Informazioni Volo (F.I.R.) Regioni di Controllo (C.T.A.) Zone di Controllo (C.T.R.)

2) ALTRE TIPOLOGIE DI SPAZI AEREI Regioni terminali di controllo (T.M.A.) Rotte ATS, distinte in:

Aerovie Rotte a navigazione d’area (RNAV) Rotte a servizio consultivo Zone di Traffico Aeroportuale

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Suddivisione degli Spazi Aerei ATS

La suddivisione degli spazi aerei gestiti dai vari ACC in Italia è la seguente:

Brindisi (20% nero) Padova (10% verde) Milano (7% grigio) Roma (63% rosso)

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Suddivisione dello spazio aereo

Le FIR contengono poi spazi aerei specifici (TMA, Rotte ATS, CTR ed ATZ) diversamente classificati, in base ai servizi forniti al loro interno.

Una regione di controllo istituita alla confluenza di più rotte ATS, nelle vicinanze di uno o più aerodromi importanti, viene denominata Regione Terminale di Controllo (TMA - Terminal Control Area).La Terminal Control Area è uno spazio aereo vietato ai voli VFR ed al suo interno viene offerto il servizio di ATC AREA dall' ACC (Area Control Centre) e il servizio di allarme. In Italia sono presenti quattro TMA (Roma, Milano, Brindisi, Padova).

Una Zona di Controllo (CTR - Control Zone) è uno spazio aereo controllato che si estende verso l'alto a partire dalla superficie del suolo fino a un limite superiore specificato, posto in corrispondenza di uno o più aerodromi.I suoi limiti laterali devono contenere le porzioni delle rotte strumentali di partenza e arrivo. Il CTR racchiude uno spazio più piccolo detto ATZ che protegge il traffico in decollo e attrraggio sotto diretto controllo della torre.

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La TWR, secondo quanto recita la normativa internazionale ICAO, ha il compitodi autorizzare il movimento di qualsiasi persona, veicolo o aeromobilesull'aeroporto e nelle sue vicinanze, al fine di prevenire le collisioni traaeromobili, aeromobili e veicoli od ostacoli posti nell'area di manovra, con loscopo di ottenere e mantenere un ordinato e spedito flusso di traffico aereo. Lospazio di responsabilità della TWR è costituito dall’area di manovra, cioè dallapista di volo e dalle relative vie di rullaggio, esclusi i piazzali di parcheggio, edallo spazio aereo attorno all’aeroporto in un raggio di circa 8 km (5 miglianautiche) fino ad un’altitudine variabile di circa 700 metri (2000 piedi). Talespazio aereo, solitamente di forma cilindrica, si chiama A.T.Z. (AerodromeTraffic Zone, Zona di Traffico Aeroportuale), ed è istituito a protezione deltraffico in arrivo ed in partenza e che opera vicino all’aeroporto.All’interno dello spazio di responsabilità della TWR, ogni aeromobile, persona emezzo ha l’obbligo di contattare via radio la TWR per chiedere e ottenerel’autorizzazione ad effettuare le rispettive manovre.

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Enti di Controllo del Traffico Aereo

ACC (Area Control Center)Fornisce il servizio di Controllo del Traffico Aereo ai voli controllati nelleRegioni di Controllo

APP (Approach Control Certer)Fornisce il servizio di Controllo del Traffico Aereo ai voli controllati in arrivoo in partenza da uno o più aerodromi

TWR (Control Tower)Fornisce il servizio di Controllo del Traffico Aereo al traffico di aerodromo

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Le fasi di un volo

1. Pre-volo - Inizia a terra e comprende le fasi di preparazione del volo finoalla pista per il decollo

2. Decollo e Salita Iniziale – Comprende il decollo e la salita fino al livellodi crociera

3. Rotta – In questa fase l’aereo vola attraverso gli spazi aerei controllati davari enti di controllo

4. Discesa ed Avvicinamento – L’aereo inizia la discesa e l’avvicinamentoverso l’aeroporto di destinazione.

5. Atterraggio – L’aereo stabilizzato sul sentiero dell’ILS atterra sulla pistaassegnata ed attraverso un percorso assegnato raggiunge il gate alterminal di arrivo

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Le fasi di un volo

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SID: Standard Instrument Departure

Le SID (Standard Instrument Departure) sono rotte di partenza dagli aeroporti,

istituite nei CTR per separare il traffico strumentale in decollo dagli ostacolisottostanti durante la salita iniziale.

Le SID rendono più scorrevole il flusso del traffico aereo, evitano lacongestione delle frequenze ATC e terminano sulla prima radioassistenzadislocata in rotta.Nella costruzione di una SID si tiene conto degli ostacoli presenti attornoall’aeroporto, delle restrizioni dello spazio aereo, dei centri abitati edelle normative anti‐rumore (noise abatement procedure).Ogni SID è identificata dal nome della radioassistenza sulla quale la SIDtermina, da un numero, da una lettera e dalla parola “departure”.Le SID indicano la rotta da mantenere, riferita alle radioassistenze, le quoteminimeper avere le dovute separazioni dagli ostacoli e per rispettare le eventuali restrizioni ed i livelli minimi di attraversamento che garantiscono laseparazione dal più alto ostacolo presente nel raggio di 5 Nm.

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SID: Standard Instrument Departure

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STAR: Standard Terminal Arrival Route

Le STAR (Standard Terminal Arrival Routes) sono rotte di arrivo negli aeroporti.

Così come le SID le STAR sono state istituite nei CTR per separare il traffico

strumentale in decollo dagli ostacoli sottostanti durante la salita iniziale: leSTAR rendono più scorrevole il flusso del traffico aereo, evitano la congestionedelle frequenze ATC.

La costruzione e l’identificazione delle STAR sono analoghe a quelle delle SID ,con la sola sostituzione della parola “departure” con “arrival”.

Le STAR iniziano sull’ultima radioassistenza dislocata in rotta e terminano sulFAF (Final Approch Fix) dal quale ha inizio la procedura strumentale diavvicinamento.

Nella compilazione del piano di volo, il primo punto in rotta deve essere l’ultimopunto della SID mentre l’ultimo punto deve corrispondere al primo punto dellaSTAR.

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Tremendous challenges for air transport

•Growth of air traffic: flights expected to at least double by 2020•Increasing economic pressure due to essential role of Air Transport in Europe•Safety & security•Environmental consciousness

Context and challenges

1997 2000

2010 2020

Current Air Traffic Management systems will not able to cope with future needs

39Context and challenges

ATM modernisation is a must for the sustainable growth of Air Transport: the capacity barrier predicted in 2015 has

to be broken through

European Air Traffic Management: today there is no common architectural design

•Limited airports capacity

•Fragmented European ATM network and R&D activities

•Low interoperability of the national infrastructures

•Lack of cooperative planning in investments, planning and management of their assets

•Low flexibility of the ATM process

40Context and challenges

Changes required in the Air Transport System

• Political and legal

• Operations

• Technical Infrastructure

Difficulties with these changes

• Conflicting objectives: e.g. safety vs. cost

• Large number of stakeholders: Airliners, Military, GA, ANSP, Airports, Manufactures

• Patchwork of systems: Aircraft, on-board avionics, ATC centers and towers

41The European strategy: Single

European Sky & SESAR

• The Single European Sky (SES) provides the institutional and regulatoryframework to make changes happen

• The SESAR programme is the technological & operational component of the SES

Definition Phase(2006-2008): the ATM Master Plan

Development Phase (2008-2013): R&D, validation under responsibility of SESARJU (public private partnership)

Implementation (2014-2020+)

• By 2020 the aim is:

To bring about a threefold increase in capacity

To improve safety

To reduce the environmental impact per flight

To cut ATM-related cost

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Procedural ControlEstimate the current

and planned

a/c positions

Past

Radar ControlKnow the current and

estimate planned a/c

positions

Today

.

The Future of ATM: a Paradigm Shift

with SESAR

Trajectory ManagementKnow & share the current

& planned a/c positions

A320

Future

43ATM target Concept

• Business Trajectory as the core of the system to execute each flight as close as possible to the intention of its owner

• Trajectory management: moving from aerospace to trajectory focus

• Collaborative planning continuously reflected in the Network Operations Plan

• Integrated Airport operations contributing to capacity gains and reducing the environmental impact

• New separation modes to allow for increased capacity

• System Wide Information Management – integrating all ATM related data

• Humans will be central in the future ATM system as managers and decision-makers

44SESAR CNS Technology

Requirements

• Communication in all airspaces enabling improved voice and data exchanges between actors within the system

• Navigation in all phases of flight enabling precision positioning of the aircraft to support high performance, efficient 4D operations.

• Surveillance enabling precision monitoring of all traffic to assure safe and secure operations.

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45Satellite technologies for navigation

• The objective of the navigation services is to improve aircraft positioning and trajectory management in all phases of flight.

• Primary aircraft positioning means will be satellite based for all flight phases.

• Terrestrial Navigation infrastructure is maintained to provide a backup for en route, TMA and precision landing.

• Enhanced on-board trajectory management systems and ATS Flight processing systems to support the trajectory Concept.

46Satellite technologies for

Communication

Evolution from analogue to digital technology

Full integration of all actors and systems within the ATM system (SWIM/CDM)

Increasing use of data communication, voice will become the ultimate backup means

Various physical (lower layers) communications systems

A common communication transport layer to link various physical (lower layers) communications systems

47Institutional and regulatory

challenges

New technologies/systems development are not the only challenge:

• Need to demonstrate commercial viability to future users

SESAR upfront investments are substantial

Benefits expected to compensate in the long term

Timely, coordinated implementation needed to maximise the benefits

• New business framework:

new institutional framework and business model for the services provision:

Satellite navigation : who will provide the services? Revenues?

SWIM services

• Political support

To encourage European states to commit to SESAR timely deployment for 2020

The main challenge for the satellite technology is not technical but

institutional due to the fact that it is a highly centralised system providing

trans-national services. The commercial and liability arrangements

remain key issues to be solved

48Conclusions

• Some challenges ahead to support air transport smooth growth

• Solutions are taking shape

• Key success factor for ATM modernization: commitment from European stakeholders to implement the SESAR Master Plan

• Solutions to be developed within a global interoperability framework

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SESAR (Single European Sky ATM Research)

“Single European Sky” è un’iniziativa lanciata dalla Commissione Europea nel2004 per riformare l’architettura della gestione del traffico aereo (ATM, AirTraffic Management) in Europa.Tale programma propone un approccio legislativo mirato a soddisfare i requisitidi capacità e sicurezza che saranno necessari in futuro operando ad un livelloeuropeo piuttosto che nazionale.SESAR (Single European Sky ATM Research) è la dimensione tecnologica di“Single European Sky” e mira a ridurre la frammentazione dello spazio aereoeuropeo ed a supportare il programma con le più recenti ed innovativetecnologie.I principali obiettivi di SESAR sono:

ristrutturare gli spazi aerei europei in funzione dei flussi di traffico; creare ulteriore capacità; aumentare l’efficienza complessiva del sistema di gestione del traffico

aereo.

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La “Definition Phase“ di SESAR (2005-2008) ha permesso di sviluppare il“SESAR ATM Master Plan” che, basato sulle future esigenze dell’aviazione civile,identifica le azioni necessarie a raggiungere gli obiettivi di SESAR.

La “Development Phase” (2008-2013) produrrà una nuova generazione disistemi tecnologici, componenti e procedure operative richiesti dal Master Plan.

La “Deployment Phase” (2014-2020) vedrà la produzione su larga scala el’implementazione della nuova infrastruttura della gestione del traffico aereocostituita da componenti pienamente armonizzati e interoperabili a garanzia dielevate performance nelle attività di trasporto aereo in Europa.

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Gli obiettivi di SESAR per il 2020 sono:

permettere di triplicare la capacità;migliorare la sicurezza di un fattore 10;ridurre del 10% l’impatto sull’ambiente di ciascun volo;ridurre i costi dell’ATM del 50%.

SESAR mira a sviluppare la nuova generazione dei sistemi di controllo del traffico aereo perassicurare la sicurezza e la fluidità del trasporto aereo per i prossimi 30 anni.Grazie ad un approccio aperto e a specifiche attività internazionali, SESAR sarà compatibilecon simili iniziative quale ad esempio NextGen negli Stati Uniti.Punto focale del concetto di SESAR è la “Business Trajectory” principio in cui gli utilizzatoridello spazio aereo, gli enti ATM e gli aeroporti definiscono assieme, attraverso un processodi collaborazione, il percorso ottimale dal gate dell’aeroporto di partenza a quello di arrivo.Considerando ad esempio un volo Bruxelles – Stoccolma ci si attende un risparmio intermini di tempo fra i 12 ed i 20 minuti che determinerà un risparmio di carburante fra 435e 725 kg e, di conseguenza, una riduzione dell’emissione di CO2 nell’ambiente fra 1370 e2283 kg.

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Una delle priorità di SESAR è di ridurre del10% l’impatto ambientale per ciascun volo:la crescita del trasporto aereo deve infattiessere sostenibile.Attualmente le rotte seguono corridoi aereiche rendono il percorso più lungo delnecessario e all’arrivo a destinazionel’aeromobile può essere messo in holding inattesa di uno slot di atterraggio.Ciò determina un aumento del consumo dicarburante, dell’inquinamento edell’emissione di gas serra.Le tecnologie sviluppate da SESARpermetteranno voli con percorsi più direttisalite e discese graduali che eliminerannoalcune delle principali cause diinquinamento.

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Le definizioni di “ATM Service Level” e di “ATM Capability Level” sono utilizzateper stabilire le performance cui saranno vincolati tutti i componenti (sia a bordoche a terra) del futuro sistema europeo di gestione del traffico aereo.SESAR ha definito sei livelli che saranno sviluppati in successione.I “Service Levels” sono riferiti ai servizi operativi offerti da un fornitore edutilizzati da un cliente. Passare ad un “Service Level” superiore richiede losviluppo e l’implementazione di specifici programmi di miglioramento operativo.I “Capability Levels” sono associati all’introduzione di sistemi, procedure,risorse umane, ecc. Portarsi ad un Capability Level superiore richiede losviluppo ed introduzione di tecnologie e questo determina ovviamente dei costi.Fornire un servizio ad un determinato livello richiede che sia il fornitore che ilcliente siano almeno abilitati allo stesso capability level.Deve inoltre essere garantita la compatibilità a ritroso: qualsiasi sistema, cheabbia un dato capability level, deve essere capace di fornire e ricevere serviziad un service level inferiore assicurando così l’interoperabilità fra sistemi aventidifferenti capability levels.

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Le “Line of Change” (LoC) rappresentano le aree principali di sviluppo dell’ATM.

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CDM (Collaborative Decision Making)

Il CDM, Collaborative Decision Making, prende spunto dai lavori compiuti dalmondo ATC e dal mondo aeroportuale nel corso di molti anni di collaborazioneattraverso gruppi di lavoro misti.

Uno dei più importanti di questi gruppi è stato sicuramente il “Gate-to-gate”che si riproponeva la rivisitazione dei processi legati al singolo volo e che,all’inizio, partiva da due visioni distinte del processo che si sono, infine, fuse nelconcetto del CDM attuale.

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L’obiettivo degli aeroporti è di massimizzare la capacità e l’efficienza: i ritardideterminano infatti un danno di immagine e un uso non efficiente delle risorseaeroportuali (forza lavoro e mezzi) e infrastrutturali (stand, gates, ecc.).

D’altra parte partenze ed arrivi puntuali sono alla base di operazioni efficienti econsentono di ridurre o ritardare gli investimenti infrastrutturali.

L’obiettivo dei vettori è di rispettare gli orari: i ritardi determinano infatti undanno di immagine e costi addizionali (carburante, coincidenze perse, ecc.).

L’obiettivo degli handlers è di ottimizzare la gestione delle risorse e rispettaregli SLA stabiliti contrattualmente con i vettori: i ritardi determinano infatti lanecessità di risorse addizionali per l’effettuazione dei servizi.

L’obiettivo degli enti ATC è di assicurare la sicurezza delle operazionigarantendo il miglior uso possibile delle infrastrutture (piste e raccordi).

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L’ ”Airport CDM” (Collaborative Decision Making) è il progetto finalizzato a migliorarel’efficienza operativa negli aeroporti, riducendo i ritardi, migliorando l’individuazionedi possibili problematiche durante il processo di trattamento del volo e ottimizzandol’uso delle risorse grazie al coinvolgimento di tutti gli attori coinvolti: aeroporto,vettori, handlers, ente ATC.

Con il CDM si dispone di informazioni più accurate sui decolli: mano a mano che gliaeroporti adottano il CDM, l’intera rete diviene capace di utilizzare più efficientementegli slot disponibili.

La maggior consapevolezza fornita dal CDM discende dalla condivisione diinformazioni accurate e tempestive e da procedure e processi automatizzati

Il CDM infatti consente ai vari attori del processo aeroportuale (gestore, vettori,handlers e ATC) di lavorare insieme in maniera più efficiente scambiandosi i dati inmodo trasparente e disponendo pertanto dello stesso scenario operativo, sia correnteche previsto.

Il CDM è anche parte del programma SESAR.

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CDM (Collaborative Decision Making): obiettivi

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CDM (Collaborative Decision Making): obiettivi

L’”Airport CDM” è sostanzialmente unprogramma volto a raggiungere unamaggiore efficienza operativa. Essoviene implementato negli aeroportiattraverso l’introduzione di procedureoperative e processi automatizzati cherealizzino gli obiettivi prefissati.Gli elementi costituenti il CDM(Concept Elements) sono:

Information SharingMilestone ApproachVariable Taxi TimePre-departure SequencingAdverse ConditionsCollaborating Management

of Flight Updates

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L’ “Information Sharing” è un aspetto essenziale in quanto un efficacescambio di informazioni fra i vari partner del processo aeroportuale crea le basidel CDM, determina una situazione di comune consapevolezza della situazionee permette di coordinare le varie attività. Esso favorisce inoltre la prevedibilitàdegli eventi futuri ed una maggior efficienza nell’utilizzo delle risorse.

Il “Milestone Approach” segue l’introduzione dell’ “Information sharing” epermette di monitorare il processo di un volo secondo una sequenza continuadi eventi, chiamati “milestones”. Differenti partners possono essere responsabilidi differenti milestones che il CDM ha l’obiettivo di integrare in un processocomune di gestione del volo con l’obiettivo di definire e mantenere il TOBT(Target Off Block Time) grazie alla possibilità di previsione degli eventi duranteil turn-around.

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Con il “Variable Taxi Time” è possibile calcolare in maniera più accurata gliistanti che costituiscono alcune delle milestones rispetto a quanto avviene con iltaxi time fisso, che è comunemente adottato dagli aeroporti. Nei grandiaeroporti infatti il layout delle piste e delle taxi implica che vi siano notevolidifferenze fra i possibili taxi time.La conoscenza dell’esatto taxi time consente all’ente ATC di ottimizzare i pushback e le sequenze di partenza, riducendo i tempi di attesa e la congestione econsente quindi di migliorare il rispetto del CTOT.

Con il “pre-departure sequencing” viene meno il tradizionale concettosecondo cui le partenze debbano essere gestite seguendo la logica “first comefirst served”. Con tale logica infatti generalmente non si ottiene una sequenzadi partenza ottimale e, di conseguenza, si hanno tempi di attesa chedeterminano ritardi e consumo di carburante.Il pre-departure sequencing permette di gestire i TOBT in un modo tale per cuii voli possano muovere dagli stand in un ordine ottimale.Di fatto l’ente ATC riesce a determinare il TSAT (Target Start Up Approval Time)per ciascun volo e, sulla base di esso, a definire una sequenza di partenza piùefficiente.

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Una volta implementati i primi quattro passaggi l’ultimo intervento locale è diimplementare il “CDM in Adverse Conditions” il quale è volto a ottimizzarela gestione dei processi in condizioni di ridotta capacità e a facilitare il ritornoalla massima capacità quando le condizioni siano tornate normali.

Quando tutti gli elementi locali siano stati realizzati, l’aeroporto è pronto perconnettersi con il CFMU per implementare l’ultimo elemento, il “CollaborativeManagement of Flight Updates” che prevede lo scambio dei messaggiFUM e DPI [si veda figura X.X].Il CFMU (Central Flow Management Unit) è l’unità operativa di EUROCONTROLla cui missione è di aumentare la sicurezza attraverso la gestione coordinatadel traffico aereo in Europa minimizzando la congestione e utilizzando nelmigliore dei modi la capacità disponibile.

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68Il controllo satellitare:

il punto di vista dell’aeroporto

Le applicazioni del controllo satellitare nell’ambitoaeroportuale possono essere riassunteessenzialmente in tre punti principali:

– miglioramento dell’informazione relativa allaposizione del velivolo con conseguente maggioraccuratezza nella previsione di arrivo sullo scalo;

– monitoraggio e controllo veicoli e mezzi di rampasul sedime aeroportuale;

– definizione di nuove rotte di avvicinamento edecollo con ottenimento di maggiore efficienzaoperativa e modifica/riduzione dell’impronta dirumore.

69Sistemi di gestione

dell’informazione

• Il sistema principale di gestione dell’informazione è BDV(Base Dati Voli); tale sistema è alimentato anche da datiprovenienti da sistemi esterni come quello del controllodel traffico aereo gestito da ENAV (Ente nazionaleAssistenza al Volo) che viene a sua volta alimento daaltri sistemi tra cui quello di EUROCONTROL.

• Da qui nasce evidente la necessità di disporre diinformazioni “real time” accurate e l’importanza deisistemi di controllo satellitare che contribuiscono a taleaccuratezza.

70La localizzazione

dei mezzi di rampa

• Il controllo satellitare può essere opportunamenteapplicato anche alla gestione delle attrezzature dihandling mediante l’integrazione di un sistema GPSper il monitoraggio dei veicoli sul piazzaleaeromobili;

• l’integrazione di questi dati con quanto disponibileattraverso sistemi ASMGS (Advanced SurfaceMovement Control System) può, tra le altre cose,consentire di realizzare un sistema capace di definireproposte di sequenza di movimento degli aeromobilida e per il piazzale.

71La localizzazione

dei mezzi di rampa

Apron Control System

A-SMGCS

A-SMGCS E GPS

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Altri sistemi

Antenna GPS

Postazione gestione Server applicativo

LAN

Stazione differenziale GPS

Sala Operativa

M300-5

Modem GSM

Veicoli localizzati

La localizzazione

dei mezzi di rampa

Per apparati di bordo si intende un dispositivo, o Controller GPS, con altri apparati acorredo (modem GSM, antenna, ecc.) installati a bordo di ciascun veicolo ed in gradodi stabilire in ogni istante la posizione del mezzo e di scambiare dati in modalitàbidirezionale con il centro di controllo.

I sistemi di comunicazione adottabili per lo scambio dei dati tra i mezzi e la salaoperativa sono diversi: radio, WLAN, TETRA, GSM.

L’architettura del sistema dicontrollo mezzi di rampa puòessere esemplificata in trecomponenti principali:

· gli apparati di bordo;

· il sistema di comunicazione;

· la sala operativa vera e propria.

73La localizzazione

dei mezzi di rampa

La trasmissione dati via GSM o via WLAN costituisce una valida soluzione.

Nell’immagine è rappresentato uno schema di Controller GPS, che grazie al rangedi alimentazione ed alle dimensioni ridotte può essere installato su qualunque tipodi veicolo o furgone o mezzo pesante.

Tale sistema può consentire anche l’integrazione con altri apparati di bordo così dapoter eventualmente realizzare anche funzioni di telemetria al fine di monitorare ilfunzionamento dei mezzi ed offrire altre funzioni come la segnalazione del livellocarburante ecc..

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• La possibilità di volare rotte “RNAV” Area Navigation o“RNP” Required Navigation Performance, che sono rottedisegnante utilizzando la possibilità offerta dai sistemiGPS di definire “punti” non identificati da apparati diradionavigazione (VOR) e di seguire traiettorie curve,apre nuovi scenari sia per gli avvicinamenti che per idecolli.

• Tali nuovi scenari consentono di realizzare maggioreefficienza nelle operazioni e di ridefinire l’impatto delrumore sulle aree limitrofe agli aeroporti maggiormenteinteressate dalle rotte di decollo grazie alla possibilità diridurre la dispersione delle traiettorie degli aeromobili.

Rotte ed impatto da rumore

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Aumentata

Efficienza

Uso dello Spazio

Aereo altamente

ottimizzato

Limitata

Flessibilità

Attuali

Nav aids

percorso

“curvo”

Percorso di

discesa

ottimizzato

Waypoint

s

RNAV RNP

Rotte ed impatto da rumore

Nuove possibilità offerte per disegnare rotte

76Rotte ed impatto da rumore

Procedure

di arrivo

Palm Springs

Washington

Aeroporto

Reagan

77Rotte ed impatto da rumore

Procedure di decollo prima e dopo l’applicazione delle procedure RNAV

Minore dispersione sul territorio delle traiettorie dei velivoli

Atlanta

Dallas

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