De botsingskans rond Schiphol nu en in de toekomst

Ministerie van Verkeer en Waterstaat

stuvwxyz Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven

De botsingskans rond Schiphol nu en in de toekomst Een kwalitatieve beschouwing Oktober 1999

Ministerie van Verkeer en Waterstaat

stuvwxyz Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven

De botsingskans rond Schiphol nu en in de toekomst Een kwalitatieve beschouwing

oktober 1999

Het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartinstituut in opdracht van Programmadirectie Ontwikkeling Nationale Luchthaven

Inhoudsopgave .............................................................................................

De botsingskans rond Schiphol nu en in de toekomst

Samenvatting

5

1. Inleiding 1.1 De botsingskans rond Schiphol verdient speciale aandacht 1.2 Opzet van dit rapport 1.3 Alleen het vliegverkeer “rond” Schiphol werd voor deze studie beschouwd

6 6 8 8

2. De botsingskans rond Schiphol in vergelijking met andere relevante luchthavens 2.1 Het voorkómen van botsingen in de praktijk 2.2 Speciale aspecten van de botsingskans rond Schiphol 2.2.1 De complexe geometrie van het banenstelsel 2.2.2 Klein naderingsverkeersleidingsgebied (TMA) 2.2.3 Ingewikkelde standaard-vertrekroutes (SIDs) 2.2.4 VFR-verkeer is niet toegestaan in de TMA van Schiphol 2.3 De botsingskans rond Schiphol in relatie tot andere, vergelijkbare luchthavens

12 12 14 15 16 17 17 19

3. De toekomstige ontwikkeling van de botsingskans rond Schiphol 3.1 Veranderingen zullen er zijn in de komende tien jaar 3.2 Technische innovaties van het verkeersleidingssysteem op Schiphol 3.3 Traffic alert and collision avoidance system (TCAS) 3.4 Organisatorische en procedurele veranderingen rond Schiphol 3.4.1 De nieuwe vijfde baan/herinrichting van de TMA van Schiphol 3.4.2 Toepassing van basic area navigation in de TMA 3.4.3 Privatisering van LVNL 3.5 De ontwikkeling van de botsingskans rond Schiphol in de komende tien jaar

21 21 23 24 25 25 27 28 28

4. Conclusies

29

5. Literatuur

31

6. Afkortingen

33

7. Appendix: Curricla vitae van de internationale recensenten

35

3

Samenvatting .............................................................................................

Eind 1999 neemt het kabinet een besluit over de toekomst van de Nederlandse luchtvaartinfrastructuur. Dit kabinetsbesluit lijkt zich voornamelijk te richten op de mogelijkheid van Schiphol om op de huidige locatie door te groeien tot ongeveer 600.000 vliegbewegingen per jaar in 2010. De luchthaven moet deze groei verwerken binnen wettelijk vastgestelde grenzen voor (onder andere) externe veiligheid. Externe veiligheid betreft de risico’s voor omwonenden van de luchthaven door mogelijke vliegtuigongevallen. De groeiende verkeersstroom mag niet leiden tot een risico voor omwonenden groter dan de waarde van 1990. Dit beleid is opgenomen in de Planologische Kernbeslissing Schiphol en Omgeving. Het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium heeft het risico voor 1990 berekend met behulp van een model. In dit model speelt de ongevalkans per vliegbeweging een belangrijke rol. Deze ongevalkans is voor het Schiphol verkeer niet bekend en ook niet meetbaar, gezien het geringe aantal ongelukken rond Schiphol. Daarom wordt de ongevalkans geschat op basis van ongevalgegevens van vliegvelden die vergelijkbaar zijn met Schiphol. Een botsing in de lucht is een luchtvaartongeval, dus de kans per vliegbeweging op zo’n botsing is onderdeel van de ongevalkans (naast bijvoorbeeld de kans op ernstige motorbrand, de kans op bezwijken van de vliegtuigconstructie, enzovoorts). Statistische gegevens laten zien dat botsingen in de lucht minder dan 2% vormen van alle luchtvaartongevallen in de wereld. Zoals uit dit rapport zal blijken is ook de schatting van de botsingskans voor Schiphol klein ten opzichte van de totale geschatte ongevalkans. Bij deelnemers aan de discussie over de toekomstige Nederlandse Luchtvaart-Infrastructuur (TNLI) leeft echter de zorg dat Schiphol, met zijn ongewone banenstelsel en complexe systeem van naderings- en vertrekroutes, gevoeliger is voor botsingen in de lucht dan luchthavens vergelijkbaar qua verkeersdrukte en vlootsamenstelling. Dit zou kunnen betekenen dat de botsingskans-component in de geschatte ongevalskans per beweging in het model voor de berekening van het risico te laag uitvalt. In dit rapport geeft het NLR een deskundigenmening over de botsingskans per vliegbeweging rond Schiphol ten opzichte van andere, vergelijkbare luchthavens. Deze mening is gebaseerd op een kwalitatieve beschouwing van de praktijk van botsingsvermijding en van specifieke aspecten van Schiphol die een invloed hebben op de botsingskans. Uit deze beschouwing blijkt dat rond grote luchthavens botsingsvermijding de taak is van verkeersleiders en – in mindere mate – van de vliegers. De effectiviteit van hun inspanning hangt nauw samen met hun werklast. De werklast van verkeersleiders moet goed worden geregeld voor maximale veiligheid: niet te hoog en ook niet te laag. Verder blijkt uit de beschouwing dat het naderingsverkeersleidingsgebied van Schiphol een druk en complex luchtruim is. Dit verhoogt de werklast van verkeersleiders en vliegers, hetgeen kan leiden tot een hogere botsingskans per beweging dan rond vergelijkbare luchthavens. De verkeersleiding heeft zich hieraan echter aangepast door een relatief lage limiet te stellen aan het maximum aantal vliegbewegingen per uur op Schiphol (declared capacity), hetgeen de werklast weer verlaagt tot een adequaat niveau.. Het NLR concludeert dan ook dat de botsingskans per vliegbeweging rond Schiphol niet significant verschilt van de botsingskans per beweging rond andere, vergelijkbare luchthavens. Een tweede aspect van de botsingskans per beweging rond Schiphol is de ontwikkeling ervan in de nabije toekomst (de komende tien jaar). Statistische gegevens laten een consistente neerwaartse trend zien van de botsingskans per beweging wereldwijd gedurende de laatste 20 jaar, ondanks de sterke groei van het luchtverkeer in deze periode. (De botsingkans per jaar , dat is de botsingskans per vliegbeweging vermenigvuldigd met het aantal vliegbewegingen per jaar, is overigens wel toegenomen.) Men mag de dalende trend van de botsingskans per beweging echter niet zomaar extrapoleren naar de toekomst. Congestie van het luchtruim en toekomstige ontwikkelingen in de civiele luchtvaart zouden kunnen leiden tot een discontinue verandering van de botsingskans per


4

beweging. De ontwikkeling van de botsingkans per beweging in de toekomst verdient daarom aandacht, gezien de verwachte toename van het aantal vliegbewegingen. Het NLR inventariseert in dit rapport de belangrijkste ontwikkelingen in de civiele luchtvaart en hun invloed op de botsingskans rond Schiphol. Uit deze inventarisatie komen vier ontwikkelingen die een significante invloed hebben op de botsingskans per beweging: – Technische innovaties van het verkeersleidingssysteem op Schiphol. Deze geven verkeersleiders een grotere afhandelingscapaciteit doordat het verkeersleidingssysteem de werklast per vliegbeweging verlaagt. Bovendien worden extra veiligheids-“vangnetten” ingebouwd. Het NLR verwacht dat de botsingskans per beweging in de komende tien jaar niet zal toenemen door inadequate verkeersleidingssystemen. – De verplichte uitrusting van alle verkeersvliegtuigen met het traffic alert and collision avoidance system (TCAS). Dit systeem is ontworpen om botsingen in de lucht te voorkómen en werkt onafhankelijk van de verkeersleiding. Invoering van TCAS kan leiden tot een discontinue verlaging van de botsingskans, mits bij de herinrichting van het naderingsverkeersleidingsgebied na ingebruikstelling van de nieuwe vijfde baan rekening gehouden wordt met de gevoeligheid van TCAS voor valse waarschuwingen bij bepaalde routegeometrieën. – Procedurele veranderingen rond Schiphol. Bij de ingebruikstelling van de nieuwe vijfde baan wordt het naderingsverkeersleidingsgebied opnieuw ingericht; vliegtuigen gaan met de invoering van basic area navigation hun eigen navigatieprestaties controleren – Organisatorische veranderingen. De Nederlandse verkeersleidingsorganisatie is onlangs geprivatiseerd. De eerste drie ontwikkelingen leiden niet tot een verhoging van de botsingskans per beweging. Bij de privatisering wordt echter een voorbehoud gemaakt: op de vraag of dit geen nadelige invloed heeft op de botsingskans per beweging kan geen gegarandeerd antwoord worden gegeven. De verwachting is echter dat de botsingkans per beweging hierdoor niet omhoog gaat. Concluderend stelt het NLR dat de botsingskans per beweging rond Schiphol naar verwachting niet zal toenemen in de nabije toekomst. De beschouwing van het NLR is gerecenseerd door vijf internationale experts op het gebied van luchtverkeersleiding en luchtvaartveiligheid. De commentaren van hen zijn na zorgvuldige afweging verwerkt in dit rapport. Het position paper dat het NLR naar hen opstuurde en hun recensies zijn gebundeld in NLR CR-99440, “The NLR position paper and five expert reviews on collision risk around Amsterdam Airport Schiphol”.


5

1. Inleiding .............................................................................................

1.1

De botsingskans rond Schiphol verdient speciale aandacht

Eind 1999 neemt het kabinet een besluit dat grote gevolgen zal hebben voor de Nederlandse luchtvaart-infrastructuur. Dit kabinetsbesluit lijkt zich voornamelijk te richten op de mogelijkheid van Schiphol om op de huidige locatie door te groeien tot ongeveer 600.000 vliegbewegingen per jaar in 2010. Alleen dan, daarover bestaat algemene consensus, zal Schiphol in staat zijn om de rol van “mainport” in het Europese luchtverkeer te vervullen. De luchthaven zal deze groei moeten verwerken binnen wettelijke grenzen voor geluidsoverlast en externe veiligheid. Als de groei tot 600.000 vliegbewegingen niet binnen deze grenzen kan worden gerealiseerd komt de “mainport”-status in gevaar en worden vèrstrekkende alternatieven voor de nationale luchthaven op de huidige locatie, zoals een luchthaven in de Noordzee, reële opties. De wettelijke limiet voor de externe veiligheid waar Schiphol aan moet (blijven) voldoen is kort gezegd de volgende: de groeiende verkeersstroom mag niet leiden tot een overschrijding van het risico voor omwonenden zoals dat bestond in 1990. Dit beleid is vastgelegd in de Planologische Kernbeslissing Schiphol en Omgeving. Het Nationaal Luchten Ruimtevaartlaboratorium NLR heeft een waarde voor het risico van Schiphol in 1990 berekend, met behulp van een kwantitatief risico-analysemodel (QRA-model). Over de opzet van dit model was vooraf overeenstemming bereikt door alle betrokkenen in de discussie over de toekomst van de Nederlandse luchtvaart-infrastructuur [Piers et al. 1993]. In dit QRA-model speelt de ongevalkans per vliegbeweging (aankomst of vertrek) een belangrijke rol. Deze ongevalkans is voor Schiphol niet bekend en ook niet meetbaar, gezien het geringe aantal ongelukken dat rond Schiphol gebeurt. Daarom wordt gewerkt met het ongevalquotiënt; dit is een statistische schatting1 van de werkelijke ongevalkans. De ongevalkans en het ongevalquotiënt gelden beide per vliegbeweging. Als het aantal vliegbewegingen toeneemt, zal bij gelijkblijvende ongevalkans per vliegbeweging het extern risico dus ook toenemen. Het ongevalquotiënt voor het gebied rond Schiphol werd afgeleid uit ongevalgegevens uit de NLR Air Safety Database. In deze database zijn alle ongevallen met verkeersvliegtuigen ter wereld van de laatste decennia opgenomen. Voor de vaststelling van het ongevalquotiënt rond Schiphol is een aantal ongevallen uit de database geselecteerd, op basis van selectiecriteria waarin specifieke aspecten van Schiphol zijn vervat. De criteria kunnen echter niet alle kenmerken van Schiphol bevatten, omdat anders te weinig ongevallen zouden overblijven om het ongevalquotiënt met voldoende statistische betrouwbaarheid te kunnen schatten.

1


Het ongevalquotiënt is een maximum-likelihood-schatting van de ongevalkans.

6

Figuur 1: Wereldwijd aantal botsingen in de lucht per 108 vluchten en totaal jaarlijks aantal vluchten van 1976 – 1998. Verkeersvluchten van vliegtuigen met een maximum startgewicht > 5700 kg. Bron: NLR Air Safety Database

Een botsing in de lucht is een luchtvaartongeval, dus de kans per vliegbeweging op zo’n botsing is onderdeel van de ongevalkans per beweging (naast bijvoorbeeld de kans op ernstige motorbrand, de kans op bezwijken van de vliegtuigconstructie, enzovoorts). De NLR Air Safety Database bevat slechts één botsing in de lucht in de periode 1980-1997 die plaatsvond bij een vliegveld dat volgens de selectiecriteria vergelijkbaar is met Schiphol2. Dit lijkt al aan te duiden dat botsingen in de lucht slechts een klein deel uitmaken van alle luchtvaartongevallen en het botsingquotiënt een klein deel is van het totale ongevalquotiënt. Dit beeld wordt bevestigd door statistische gegevens: botsingen in de lucht vormen minder dan 2% van de luchtvaartongevallen in de wereld volgens de NLR Air Safety Database en [Boeing, Statistical Summary, 1959-1997]. Bij de deelnemers aan de TNLI3-discussie leeft echter de zorg dat Schiphol, met zijn ongewone banenstelsel en complexe systeem van aankomst- en vertrekroutes, gevoeliger is voor botsingen in de lucht dan luchthavens vergelijkbaar qua verkeersdrukte en vlootsamenstelling. Dit zou kunnen betekenen dat het “botsings-deel” van het ongevalquotiënt in het QRA-model voor Schiphol wordt onderschat. Deze zorg verdient speciale aandacht. De NLR Air Safety Database laat een consistente neerwaartse tendens zien in het jaarlijkse botsingscijfer per beweging gedurende de laatste 20 jaar, ondanks de sterke groei van het luchtverkeer (figuur 1). Let wel: de botsingskans per jaar is gegroeid omdat het aantal vliegbewegingen maal de botsingskans per beweging groter is geworden. De invloed van de grotere verkeersdichtheid in de lucht op de botsingskans per beweging – ieder vliegtuig heeft meer kans om een ander vliegtuig te raken – is echter tenietgedaan door de vooruitgang in de technieken ter vermijding van botsingen4. Men mag deze trend echter niet zomaar extrapoleren naar de toekomst. Het kan zo zijn dat bij verder toenemende drukte in de lucht verkeersopstoppingen ontstaan – het congestie-effect – waardoor de botsingskans per beweging omhoog kan gaan. Bovendien kunnen toekomstige ontwikkelingen in de civiele luchtvaart ook leiden tot een discontinue verandering van de botsingskans per beweging. De toekomst van de botsingskans rond Schiphol verdient dus ook speciale aandacht, gezien de verwachte verkeerstoename van 50%.

2 Dit betreft een botsing op 31 augustus 1986 van een Aeromexico DC -9-30 met een klein éénmotorig sportvliegtuigje. De DC -9 voerde een nadering uit op de internationale luchthav en van Los Angeles; het kleine vliegtuigje was niet op weg naar of van deze luchthaven. 3 TNLI staat voor “toekomstige Nederlandse luchtvaart-infrastructuur”. 4 Omwille van de beknoptheid wordt in de rest van dit rapport de gebruikelijke engelse term “collision avoidance” vertaald als “botsingsvermijding” in plaats van omschreven als hier in de tekst.


7

1.2 Opzet van dit rapport Dit rapport verschaft de overheid de inschatting van het NLR, gebaseerd op de mening van deskundigen, van zowel de botsingskans per beweging rond Schiphol in vergelijking met andere, overeenkomstige luchthavens als de ontwikkeling van de botsingskans per beweging rond Schiphol tussen nu en 2010. Vanwege het krappe tijdschema, opgelegd door het plan van het kabinet om vóór het eind van 1999 een besluit over de Nederlandse luchtvaart-infrastructuur te nemen, kan het NLR slechts een kwalitatieve inschatting geven. Dit in tegenstelling tot de eigenlijk te prefereren kwantitatieve aanpak van het onderwerp botsingskans. Dit betekent overigens niet dat de zorgvuldigheid onder de tijdsdruk heeft geleden. Omwille van deze zorgvuldigheid en vanwege de politieke gevoeligheid van de TNLI-discussie is de NLR-inschatting gerecenseerd door vijf buitenlandse deskundigen op het gebied van luchtvaartveiligheid en luchtverkeersleiding. Deze recensies verhogen de kwaliteit en geven meer gewicht aan de in dit rapport ontwikkelde stellingen. Eén dienst in de luchtvaart is specifiek belast met het voorkómen van botsingen in de lucht: de luchtverkeersleiding. Het zal daarom geen verrassing zijn dat hoofdstuk 2 van dit rapport, waarin de botsingskans rond Schiphol wordt vergeleken met die rond vergelijkbare luchthavens, voornamelijk gaat over luchtverkeersleiding en hoe de Nederlandse verkeersleidingsdienst omgaat met de specifieke omstandigheden rond Schiphol. Hoofdstuk 3 behandelt de NLR-inschatting van de toekomstige ontwikkeling van de botsingskans per beweging rond Schiphol. Deze inschatting is gebaseerd op een inventarisatie van ontwikkelingen in de civiele luchtvaart die we in de komende tien jaar kunnen verwachten, en de invloed van deze ontwikkelingen op de botsingskans per beweging. Alle beschouwingen in dit hoofdstuk zijn gebaseerd op de vooronderstelling dat het aantal vliegbewegingen rond Schiphol met 50% toeneemt tussen nu en 2010. In hoofdstuk 4 staan de conclusies die voortvloeien uit de beschouwingen in de voorgaande hoofdstukken. Hier wordt de deskundigenmening van het NLR over de botsingskans rond Schiphol nu en in de toekomst kort en bondig vermeld. Het NLR heeft de commentaren van de buitenlandse recensenten, na zorgvuldige afweging, verwerkt in dit rapport. De originele commentaren zijn samen met het Engelstalige position paper dat het NLR naar de recensenten opstuurde, gebundeld in [Kruijsen, Jansen, Piers 1999]. De curricula vitae van de recensenten zijn als bijlage bij dit rapport opgenomen.

1.3

Alleen het vliegverkeer “rond” Schiphol werd voor deze studie beschouwd

Het naderingsverkeersleidingsgebied of terminal area (TMA) is een stuk luchtruim dat zich ongeveer 45 kilometer in (bijna) alle richtingen rond Schiphol uitstrekt (zie figuur 2). De TMA begint op een hoogte van 1500 voet (ongeveer 450 meter) boven gemiddeld zeeniveau en heeft een bovengrens op vliegniveau 95 (9500 voet of ongeveer 2900 meter boven het 1013,25 hPa drukvlak). De TMA raakt dus niet de grond. Binnen dit luchtruim voeren binnenkomende vliegtuigen het laatste deel van hun daalvlucht uit en worden ze in een positie gemanoeuvreerd van waaruit zij de eindnadering kunnen aanvangen. Vertrekkende vliegtuigen passeren de TMA tijdens hun klim naar kruishoogte. Figuur 2 laat tevens het plaatselijk verkeersgebied of control zone (CTR) zien. De CTR is een cilindervormig luchtruim rond de luchthaven met een straal van 14,5 kilometer en heeft als verticale begrenzingen de grond en 900 meter hoogte. Binnen de CTR voeren vliegtuigen de eindnadering en landing uit of de start en het eerste stuk van de klimvlucht. De vliegtuigen in de TMA en CTR van Schiphol vormen het luchtverkeer waarop deze studie zich richt: dit is het verkeer “rond” Schiphol (als in botsingskans “rond” Schiphol). Botsingen tussen vliegtuigen op de luchthaven zelf (dus op de grond) worden niet meegenomen in


8

deze studie 5. De beperking tot de TMA houdt tevens in dat verkeer dat de TMA op grote hoogte overvliegt, op weg van en naar andere vliegvelden dan Schiphol, eveneens niet wordt beschouwd in deze studie. Normaliter vliegen vliegtuigen op weg van of naar Schiphol niet onder de TMA. In verband met obstakelvermijding zullen vliegers ook in abnormale omstandigheden er alles aan doen om boven de minimum veilige vlieghoogte te blijven; deze is rond Schiphol 1700 voet (518 meter) of hoger. Hierdoor is de kans op een verkeersvliegtuig dat onder de TMA vliegt, zeer klein.

5


Een botsing tussen twee vliegtuigen op het luchthaventerrein kan wel leiden tot slachtoffers buiten de grenzen van de luchthaven en dus tellen voor de externe veiligheid, maar onderwerp van dit rapport is de kans op botsingen in de lucht rond Schiphol als gevolg van de specifieke eigenschappen van deze luchthaven.

9

Figuur 2:

52 °30’

53°00’

Het naderingsverkeersgebied (terminal area, TMA) en plaatselijk verkeersleidings gebied (control zone, CTR) van Schiphol.

Control Zone (CTR)

52 °00’

Amsterdam Airport Schiphol

Terminal Area (TMA)

51° 30’ NORTH

0 0

400’ ° EAST

4°3 0 ’

5°0 0 ’

10

20 10

30

40 20

5°3 0 ’

50 km 30 nm

6°0 0 ’

9500 ft

TMA 3000 ft 1500 ft

CTR

msl

Een uitzondering hierop vormen kleine vliegtuigjes, behorende tot de algemene luchtvaart, die onder zichtvliegvoorschriften vliegen en alleen onder verkeersleiding van Schiphol staan wanneer zij van en naar de luchthaven vliegen door een speciale sector van de CTR. Dit verkeer vormt onderdeel van de studie, ondanks dat het zich buiten de TMA en CTR kan bevinden. De term “botsing in de lucht” dient nog enigszins genuanceerd te worden: een vliegtuig kan, wanneer het vlak achter een ander (groter) vliegtuig passeert, terechtkomen in het zog van dit vliegtuig en daardoor zó uit balans raken dat het, wanneer dit op lage hoogte gebeurt, verongelukt. “Botsingen” met het zog van andere vliegtuigen komen geregeld voor;


10

ongevallen als gevolg hiervan zijn echter zeer zeldzaam (in het QRA-model voor Schiphol is geen ongeval van deze soort opgenomen). Gezien de extreem kleine afstand waarop twee verkeersvliegtuigen elkaar moeten naderen voordat een “zog-botsing” leidt tot het verongelukken van één van de twee vliegtuigen, kan zo’n situatie voor deze beschouwing ook als een botsing worden gerekend.


11

2. De botsingskans rond Schiphol in vergelijking met andere relevante luchthavens .............................................................................................

2.1 Het voorkómen van botsingen in de praktijk Toen vliegtuigen overgingen van navigatie langs treinsporen, rivieren en watertorens op radionavigatie en in en boven de wolken begonnen te vliegen, met hoge snelheden en op grote hoogtes, werden organisaties voor luchtverkeersdienstverlening of air traffic services opgericht met als taken onder andere [ICAO Annex 11]: – het voorkómen van botsingen tussen luchtvaartuigen in de lucht; – het bevorderen van ordelijke verkeersstromen; – het verschaffen aan luchtvarenden van advies en informatie betreffende veilige en efficiënte vluchtuitvoering. Niet alle vliegtuigen hebben luchtverkeersdienstverlening nodig voor botsingsvermijding: veel vliegers van kleine sportvliegtuigjes (en vaak ook militaire vliegtuigen) vliegen onder zichtvliegvoorschriften of visual flight rules (VFR). Zij vermijden andere vliegtuigen door goed uit te kijken en zichzelf vrij van botsingsgevaar te sturen. Dit kan uiteraard alleen bij goed vliegzicht. Commerciële turboprop- en straalvliegtuigen vliegen in Nederland altijd onder instrumentvliegvoorschriften of instrument flight rules (IFR). Dit betekent dat zij gebruik maken van luchtverkeersleiding als belangrijkste middel voor het voorkómen van botsingen. Uiteraard houden ook de bemanningen van vliegtuigen onder IFR het luchtruim om hen heen scherp in de gaten voor ander verkeer, wanneer het vliegzicht dit mogelijk maakt. Deze uitkijkfunctie van de vliegers is trouwens met de komst van snellere vliegtuigen en operaties in de wolken wel minder effectief geworden. De Nederlandse organisatie voor luchtverkeersleiding, Luchtverkeersleiding Nederland (LVNL), is door de wet verantwoordelijk gesteld voor het uitvoeren van bovengenoemde taken6. Het voorkómen van botsingen tussen vliegtuigen in de lucht is één van haar primaire doelen. Figuur 3 laat zien dat de luchtverkeersdienstverlening gewoonlijk langs functionele lijnen is georganiseerd. LVNL is een aanbieder van luchtverkeersdiensten en volgt voor haar organisatie de lijn van deze figuur.

6


LVNL verzorgt de verkeersleiding in civiel luchtruim. Het ministerie van Defensie is verantwoordelijk voor de verkeersleiding in militair luchtruim.

12

Figuur 3: Algemeen organigram van de luchtverkeersdienstverlening. Luchtverkeersdienstverlening Air Traffic Services (ATS)

Algemene verkeersleiding Area Control Service (ACC)

Luchtverkeersleidingsdienst Air Traffic Control Service (ATC)

Vluchtinlichtingendienst Flight Information Service (FIS)

Naderingsverkeersleiding Approach Control Service (APP)

Plaatselijke verkeersleiding Aerodrome Control Service (TWR)

Meldingsdienst Alerting Service

Voor deze studie is met name de naderingsverkeersleiding van belang (en in iets mindere mate de plaatselijke- of torenverkeersleiding), omdat deze afdeling de verkeersleiding verzorgt in de TMA. De torenverkeersleider verleent verkeersleiding aan de vliegtuigen in de CTR, inclusief het VFR-verkeer dat van en naar de luchthaven vliegt. LVNL heeft gestandaardiseerde aankomst- en vertrekroutes (standard arrival routes of STARs en standard instrument departure routes of SIDs) vastgesteld om de verkeersstromen in de TMA te ordenen. Deze routes worden vooraf aan vliegtuigen toegewezen, waarna de vliegers zelf de navigatie verzorgen. Dit verlaagt de werkdruk van de verkeersleiders. De belangrijkste overwegingen bij het ontwerp van deze routes zijn de vliegveiligheid en minimalisering van geluidsoverlast. De door LVNL ontworpen routes worden gecontroleerd en goedgekeurd door de Rijksluchtvaartdienst. De naderingsverkeersleiders (zij behandelen overigens ook vertrekkend verkeer in de TMA) zorgen voor vooraf gedefinieerde minimum separatie van vliegtuigen door vliegers instructies voor koers-, snelheids- en hoogteveranderingen te geven via de radio. De naderingsverkeersleiders op grote luchthavens baseren hun acties op radargegevens. De torenverkeersleiders gebruiken ook radarinformatie, maar zij zijn toch voornamelijk afhankelijk van visuele observatie van vertrekkende en naderende vliegtuigen. In weerscondities met weinig zicht en/of lage bewolking kunnen bepaalde combinaties van starten landingsbanen niet worden gebruikt omdat de torenverkeersleiders het verkeer in de CTR niet met eigen ogen kunnen zien. De werklast van verkeersleiders is een belangrijke maat voor de veiligheid van verkeersleidings-operaties. Als de werklast van een verkeersleider te laag is, komt zijn7 alertheid in gevaar. Aan de andere kant kan een te hoge werklast ervoor zorgen dat de verkeersleider het mentale “plaatje” verliest van het verkeer dat onder zijn verantwoordelijkheid valt. Vóórdat dit het geval is, worden extra verkeersleiders ingeschakeld en wordt het aantal vliegbewegingen door de betreffende sector verminderd. Een hoge werklast als gevolg van een groot aantal vliegbewegingen kan ook leiden tot congestie op het radiocommunicatiekanaal: de verkeersleider kan moeite krijgen om zijn instructies nauwgezet en tijdig over te brengen aan de vliegers. Het mag duidelijk zijn dat de te-hoge-werklastsituatie zeer ongewenst is en zoveel mogelijk vermeden dient te worden. Hiertoe stellen verkeersleidingsdiensten conservatieve limieten aan het maximum aantal vliegtuigen dat een verkeersleider mag afhandelen8. Samen met de fysieke luchthavencapaciteit (bijvoorbeeld beperkt door het aantal banen in gebruik of het aantal parkeerplaatsen op de grond) bepaalt het maximum aantal vliegtuigen dat de verkeersleider van de drukste sector mag afhandelen de declared capacity van een vliegveld.


7

“hij/hem/zijn”’ kan ook worden gelezen als “zij/haar” in het gehele rapport

8

De stelling dat de werklast van een verkeersleider helemaal kan worden “afgeregeld” door een limiet te stellen aan het aantal vliegtuigen per uur in zijn sector is een oversimplificatie. De werklast van een verkeersleider wordt ook beïnvloed door bijvoorbeeld afleiding, ergonomie, vertrouwen in de werkgereedschappen, training en onregelmatige diensten. Al deze invloeden worden echter weggelaten in deze beschouwing omdat er geen reden bestaat om aan te nemen dat zij op Schiphol wezenlijk verschillen van de invloeden die op verkeersleiders van andere luchthavens inwerken.

13

Declared capacity is gedefinieerd als het maximum aantal vliegbewegingen (starts en landingen) per uur dat een vliegveld kan verwerken. Wanneer luchtvaartmaatschappijen en andere bedrijven meer vliegbewegingen maken dan de declared capacity toestaat, wordt het teveel aan vliegtuigen niet in het luchtruim rond het vliegveld toegelaten, zodat vertragingen ontstaan. Deze beperking van de verwerkingscapaciteit wordt flow control genoemd. De Europese flow control-maatregelen van de afgelopen zomers en de hieruit resulterende vertragingen over het hele continent zijn inmiddels welbekend. Het feit dat de Europese verkeersleidingsdiensten de publieke ontevredenheid over deze vertragingen en de economische druk van de luchtvaartmaatschappijen hebben weerstaan en niet aan hun declared capacities hebben getornd illustreert dat de vliegveiligheid onvoorwaardelijk hun eerste prioriteit is. Voor vliegers is het vermijden van botsingen slechts één van de vele taken die zij uitvoeren. Ze moeten hun aandacht verdelen tussen het besturen van het vliegtuig (met de hand of via de automatische piloot), het bedienen van de vliegtuigsystemen, de navigatie, de radiocommunicatie met de verkeersleiding en het uitkijken naar ander verkeer. Vliegers luisteren niet alleen naar de verkeersleider wanneer zij specifiek worden aangesproken, maar zij horen ook de communicatie tussen de verkeersleider en andere vliegtuigbemanningen. Dit stelt hen in staat een mentaal beeld te vormen van de verkeerssituatie om hen heen, hetgeen helpt bij het voorkómen van botsingen. In de praktijk is dit aspect van communicatie één van de eerste taken die minder aandacht krijgen wanneer de werklast in de cockpit omhoog gaat. Het eerste deel van de klimvlucht, het laatste deel van de daling en de eindnadering vereisen veel veranderingen van de vliegsnelheid en van de vliegtuigconfiguratie en meestal ook nogal wat gemanoeuvreer. Dat betekent dat wanneer het vliegtuig zich in de TMA bevindt, de werklast in de cockpit hoog is. De modernere vliegtuigen vragen in het algemeen minder aandacht van de vliegers voor het bedienen van boordsystemen en navigatie vanwege een hoger automatiseringsniveau. Dit betekent dat de bemanning meer tijd overheeft voor nauwgezette communicatie met de verkeersleiding (een zeer belangrijke schakel in het proces van botsingsvermijding voor IFR-verkeer) en het uitkijken naar verkeer dat potentieel botsingsgevaar oplevert.

2.2 Speciale aspecten van de botsingskans rond Schiphol Tot hier is de beschrijving van het voorkómen van botsingen in de lucht toepasbaar op iedere luchthaven vergelijkbaar met Schiphol in termen van vliegbewegingen, vlootsamenstelling en uitrusting van de verkeersleidingsdienst. Schiphol verschilt echter op een aantal gebieden van vergelijkbare grote luchthavens als het gaat om het verwerken van verkeersstromen:


14

Figuur 4: Banenstelsel van Schiphol en van vergelijkbare luchthavens

AMSTERDAM SCHIPHOL

FRANKFURT

19R

25R 25L 09

19L

18 07L

27 22

07R

24 04

01L 06 01R

36

LONDEN HEATHROW

PARIJS CHARLES DE GAULLE

27R 09L

27

09

23 27L

09R

08L

05

08R

26R 26L

2.2.1 De complexe geometrie van het banenstelsel Schiphol heeft een complex banenstelsel, zoals in figuur 4 is aangegeven. Dezelfde figuur laat tevens zien dat veel vergelijkbare vliegvelden twee of meer parallelle banen hebben (vaak uitgebreid met een gedraaide extra baan voor ongebruikelijke windcondities). Het banenstelsel van Schiphol wordt in veel verschillende configuraties gebruikt, afhankelijk van veranderende weerscondities en strikte milieu-randvoorwaarden (zie figuur 5). Vrijwel nooit worden meer dan drie banen tegelijk gebruikt; baan 04-22 wordt alleen in uitzonderlijke omstandigheden gebruikt, en dan alleen nog door middelgrote verkeersvliegtuigen. De parallelle baanconfiguratie van de andere luchthavens maakt het mogelijk om alle vliegbewegingen vrijwel in één richting te concentreren, namelijk langs de hartlijn van de banen. De banengeometrie van Schiphol zorgt voor relatief gecompliceerde verkeersleidingsprocedures met de bijbehorende hoge werklast voor de verkeersleiders. Dit komt voornamelijk doordat de vliegbewegingen op één baan vrijwel altijd de operaties op een andere baan beïnvloeden: de vliegoperaties op Schiphol zijn meestal afhankelijk. Daar staat tegenover dat de banen in veelgebuikte afhankelijke baancombinaties op Schiphol weer verder van elkaar verwijderd zijn dan de parallelle banen op vergelijkbare luchthavens. Dit kan betekenen dat voor Schiphol andere overwegingen ten aanzien van botsingskans gelden dan voor luchthavens met parallelle banen.


15

2.2.2 Klein naderingsverkeersleidingsgebied (TMA) De TMA van Schiphol is relatief klein vergeleken met de TMA’s van veel andere grote luchthavens. Dit betekent dat de naderingsverkeersleiders minder ruimte tot hun beschikking hebben voor het manoeuvreren met “hun” vliegtuigen voor separatie en het in de goede volgorde oplijnen met de landingsbaan. De separatie van vliegtuigen blijft wel gewaarborgd, maar dit gaat ten koste van een hogere werklast bij de verkeersleiders. Bovendien laat een studie van de Britse Civil Aviation Authority een stijgend aantal “level busts” in het Britse luchtruim zien: vliegtuigen stoppen door vliegerfouten hun klimvlucht of daling niet altijd op de hen toegewezen hoogte [CAA SRG 1998]. De meeste van deze level busts vinden plaats in TMA’s, waar zoals eerder vermeld de werklast in de cockpit hoog is. De CAA vond tevens dat de meeste level busts in de TMA op de meest gecompliceerde SIDs plaatsvonden. Een level bust kan leiden tot te weinig onderlinge afstand en dus botsingsgevaar (inclusief botsingen met het zog van andere vliegtuigen) wanneer een ander vliegtuig zich in de buurt bevindt. Schiphol zou gevoeliger kunnen zijn dan andere luchthavens voor dit verschijnsel vanwege zijn kleine, volle TMA en gecompliceerde SIDs en STARs. Ook dit betekent extra werklast voor de verkeersleiders, die vliegtuigen als zij in de buurt van hun toegewezen vlieghoogte komen, zorgvuldig in de gaten moeten houden. De relatief kleine afmetingen van de TMA in combinatie met de complexe verkeersleidingsprocedures worden derhalve beschouwd als een factor die de botsingskans per beweging rond Schiphol kan verhogen ten opzichte van andere, vergelijkbare vliegvelden.


16

Figuur 5: Van boven naar beneden: de drie meest preferente baancombinaties buiten piekuren, tijdens aankomstpiekuren en tijdens vertrekpiekuren. Bron: Aeronautical Information Publication The Netherlands

06

01L

06

09

19R

capaciteitsreductie door afhankelijkheid baanoperaties

06 + 27

01L

06 + 01R

verhoogde weerlimieten voorgeschreven

06

01L + 09

01L


19R + 27


19R

24 + 19L

24

24


19R


24 + 09 capaciteitsreductie door afhankelijkheid baanoperaties

2.2.3 Ingewikkelde standaard-vertrekroutes (SIDs) De SIDs van Schiphol zijn ontworpen met veel aandacht voor de minimalisatie van de geluidsoverlast voor de omringende bewoonde gebieden. Samen met de consequenties van het complexe banenstelsel heeft dit geleid tot nogal ingewikkelde routes met veel bochten. Bovendien moeten de vliegers relatief vaak verschillende radiobakens selecteren om de SIDs af te kunnen vliegen. Dit werkt werklastverhogend voor de vliegers. Zeker van de vliegers die niet zo vaak op Schiphol vliegen is het bekend dat zij klagen over de hoeveelheid regels en procedures voor Schiphol. Daarnaast bestaan er voor Schiphol t.o.v. andere luchthavens relatief veel combinaties van kruisende SIDs en STARs. Aangezien op al deze kruispunten botsingsgevaar kan ontstaan wordt ook de werklast van de verkeersleiders verhoogd. De ingewikkelde SIDs en de aanwezigheid van relatief veel kruisende SIDs/STARs worden daarom beschouwd als botsingskans-verhogend, t.o.v. andere luchthavens die een eenvoudiger SID/STAR stelsel kennen. 2.2.4 VFR-verkeer is niet toegestaan in de TMA van Schiphol Een belangrijke eigenschap van de TMA van Schiphol, als het gaat om botsingvermijding, is dat vliegverkeer onder zichtvliegvoorschriften (VFR-verkeer) er niet wordt toegelaten. (Er is


17

nog wel enig VFR verkeer bij Schiphol buiten de TMA, zie verderop in deze paragraaf.) Dit betekent dat de naderingsverkeersleiders van Schiphol radiocontact hebben met alle vliegtuigen in de TMA en dat zij verkeersleiding aan deze vliegtuigen kunnen geven. Rond veel grote luchthavens in de VS vliegen verkeersvliegtuigen door luchtruim dat ook is opengesteld voor kleine sportvliegtuigjes die onder zichtvliegvoorschriften vliegen en soms zelfs niet eens bekend zijn bij de verkeersleider. Het zal duidelijk zijn dat de verkeersleiding in deze situatie niet zeer effectief botsingen kan vermijden. De nabijheid van ongecontroleerd VFR-verkeer brengt een duidelijk hogere werklast met zich mee voor de vliegers omdat zij nu hun omgeving zeer scherp in het oog moeten houden. Historische gegevens uit de NLR Air Safety Database geven aan dat bij slechts 1 op de 6 botsingen tussen vliegtuigen in de lucht twee IFR-vliegtuigen betrokken zijn; bij de rest vloog tenminste één vliegtuig onder VFR (zie figuur 6). Slechts één botsing tussen twee IFR-vliegtuigen vond plaats terwijl de verkeersleider de beschikking had over radar9. Een botsing tussen twee vliegtuigen onder IFR en onder radar-verkeersleiding is dus tot nu toe een extreem zeldzame gebeurtenis gebleken. Figuur 6: Botsingen in de lucht geordend naar vliegvoorschriften gevolgd door beide vliegtuigen. IFR = instrumentvliegvoorschriften; VFR = zichtvliegvoorschriften. Tenminste één van de vliegtuigen heeft een maximum startgewicht > 5700 kg en voert een verkeersvlucht uit. Bron: NLR Air Safety Database.

onbekend 11% IFR - IFR 16% VFR - VFR 6%

IFR - VFR 67%

De afwezigheid van VFR-verkeer wordt daarom gezien als een eigenschap van de TMA van Schiphol die de botsingskans per beweging sterk verkleint. Er is nog wel enige kleine luchtvaart op Schiphol aanwezig, onder andere bestaand uit kleine sportvliegtuigjes die onder de TMA en in een VFR-sector van de CTR vliegen. De TMA is ook gedeeltelijk omgeven door luchtruim waarin VFR-verkeer mag vliegen. De kans dat een VFRvliegtuig door een grove vliegerfout de TMA binnenvliegt blijft dus aanwezig, waardoor weer een kans op een botsing met (het zog10 van) een IFR-vliegtuig in de TMA of CTR ontstaat. In de huidige Schiphol-situatie wordt deze kans als zeer klein beschouwd omdat de kleine luchtvaart ver weg wordt gehouden van de grote verkeersvliegtuigen, zowel horizontaal als verticaal, en omdat de kleine luchtvaart vrijwel uitsluitend gebruik maakt van de korte baan op Schiphol-Oost (baan 04-22), zodat de verkeersstromen ook vlak bij het vliegveld niet gemengd hoeven te worden. Schiphol hanteert een ontmoedigingsbeleid voor de kleine luchtvaart: sportvliegers worden aangemoedigd elders te starten en te landen en Schiphol zoveel mogelijk te mijden. Men mag derhalve aannemen dat het aantal vliegbewegingen van de kleine luchtvaart op Schiphol niet zal groeien en waarschijnlijk zal dalen. De bijdrage van de kleine luchtvaart tot


9

Indien de verkeersleider niet de beschikking heeft over radar, maakt hij gebruik van procedurele separatie: hij laat vliegtuigen arriveren over bakens en significante punten met bepaalde tussenpozen, dus in tijd gespareerd.

10

De kans op een fataal ongeval als gevolg van een “zog-botsing” is aanmerkelijk groter wanneer het een klein vliegtuigje betreft dat het zog van een groot verkeersvliegtuig raakt, dan wanneer het twee grote verkeersvliegtuigen betreft.

18

de botsingskans rond Schiphol zal dus naar verwachting niet toenemen in de nabije toekomst. In dit kader kan ook het militair vliegverkeer boven Nederland niet onbesproken blijven. Militaire vliegtuigen vliegen onder hun eigen verkeersleiding in hun eigen luchtruim. In Nederland kunnen de militaire en civiele verkeersleiding door goede coördinatie een strikte scheiding tussen jacht- en verkeersvliegtuigen handhaven. In het geval dat een militair vliegtuig door technisch of menselijk falen de TMA van Schiphol binnenvliegt, kan de naderingsverkeersleiding het civiele verkeer nog omleiden, aangezien het militaire vliegtuig ook met civiele verkeersleidingsradars kan worden gedetecteerd en omdat de militaire verkeersleiding de naderingsverkeersleiders direct van het bestaan van dit vliegtuig op de hoogte zullen stellen.

2.3

De botsingskans rond Schiphol in relatie tot andere, vergelijkbare luchthavens

Een belangrijk aspect van verkeersleiding is de lokale aard ervan. Verkeersleiders hebben te maken met specifieke omstandigheden die per vliegveld verschillen. Hetzelfde geldt overigens voor de invloed van vliegveld-specifieke omstandigheden op de werklast in de cockpit. Een directe vergelijking van effectiviteit van verkeersleiding en werklast in de cockpit rond verschillende vliegvelden is dus moeilijk. De vorige paragraaf maakte echter duidelijk dat Schiphol een aantal “eigenaardigheden” heeft die van zijn TMA een druk luchtruim maken waarin het lastig opereren is. LVNL heeft zich hieraan aangepast door een relatief lage declared capacity per baan aan te houden en door strikte operationele procedures op te stellen. Schiphol houdt een maximum aan van 76 naderingen per uur, met twee landingsbanen tegelijk in gebruik. Dit betekent dus maximaal 36 naderingen per uur per baan. Ter vergelijking: op Londen Heathrow (een vergelijkbare luchthaven volgens het QRA-model voor externe veiligheid) worden maximaal 42 naderingen per baan per uur gehanteerd. LVNL hanteert deze lagere maximale capaciteiten ter compensatie van de complexe convergente-baanoperaties en om de werklast van de verkeersleiders binnen de perken te houden. Bovendien zijn er strikte procedures voor het verder reduceren van de maximale capaciteit bij ongunstige baancombinaties, weersomstandigheden en/of verkeerssamenstelling. Met andere woorden: de capaciteit van Schiphol wordt aangepast aan de werklast van verkeersleiders en niet andersom. Vanuit de cockpit bezien is Schiphol een “moeilijk” vliegveld met een hoge werklast door de ingewikkelde routes die de vliegers door de TMA moeten volgen. Het verbod op VFRverkeer in de TMA wordt echter beschouwd als voldoende compensatie voor de verhoogde werklast voor zover het gaat om botsingvermijding. Naar de mening van het NLR zijn er derhalve geen redenen om aan te nemen dat op dit moment de botsingskans per beweging rond Schiphol significant verschilt van de botsingskans per beweging rond andere, vergelijkbare11 vliegvelden.

11


Vergelijkbaar omdat zij zijn opgenomen in het QRA -model voor externe veiligheid rond Schiphol.

19


20

3. De toekomstige ontwikkeling van de botsingskans rond Schiphol .............................................................................................

3.1 Veranderingen zullen er zijn in de komende tien jaar In het licht van botsingskans is de belangrijkste ontwikkeling de toename van het aantal vliegbewegingen. Hierdoor neemt de totale botsingskans rond Schiphol toe. Ook de botsingskans per vliegbeweging zal toenemen wanneer passende maatregelen uitblijven. Zoals eerder vermeld in hoofdstuk 2 worden botsingen vermeden door de inspanningen van verkeerleiders en, in mindere mate, vliegers. De effectiviteit hiervan hangt direct af van de werklast van respectievelijk de verkeersleiders en de vliegers. De werklast van de verkeersleider wordt binnen de perken gehouden door een maximum te stellen aan het aantal vliegtuigen dat hij kan afhandelen per tijdseenheid. Door andere vliegtaken te automatiseren krijgen vliegers meer tijd voor nauwgezette communicatie met de verkeersleider, het vormen van een mentaal beeld van de verkeerssituatie uit het radioverkeer en het afzoeken van het luchtruim naar ander verkeer. Wanneer de vraag naar luchtruimcapaciteit de declared capacity overschrijdt (dit zal zeker het geval zijn in de komende tien jaar) zal de verkeersleidingsdienst zijn procedures en systemen moeten aanpassen. Deze aanpassingen moeten resulteren in een lagere werklast per vliegbeweging. Als de luchthavencapaciteit wordt verhoogd zonder dat deze aanpassingen worden doorgevoerd, zou de botsingskans per beweging toenemen. Voor Schiphol betekent een groei van vliegbewegingen met 50% in de komende tien jaar niet per se dat de declared capacity ook met 50% moet stijgen. Ten eerste opereert Schiphol op dit moment niet gedurende de hele dag op piekcapaciteit. Verkeersgroei kan deels worden opgevangen in de “rustige” uren. LVNL heeft berekend dat de declared capacity van Schiphol (een maat voor de piekcapaciteit) met ongeveer 15% moet stijgen om de verwachte verkeersgroei van 50% op te kunnen vangen [TNLI 1998]. Volgens deze referentie zal de maximale verkeersdichtheid rond Schiphol dus niet met 50% stijgen, zoals men zou veronderstellen, maar met slechts 15%. Bij toenemende verkeersdrukte zal het verschil in verkeersaanbod tussen pieken en dalen beslist kleiner worden, maar men kan zich afvragen of deze trend zich zó sterk zal voordoen. Schiphol is namelijk, net als vele vergelijkbare luchthavens, het middelpunt van het netwerk van haar belangrijkste gebruiker. De commerciële noodzaak van zeer korte overstaptijden voor passagiers leidt als vanzelf tot pieken en dalen in de gevraagde capaciteit. Er is geen reden te verwachten dat de luchtvaartmaatschappijen in de nabije toekomst significant van deze “hub and spoke” netwerkorganisatie af zullen stappen, ondanks een lichte trend richting meer directe routes zonder overstap voor de passagiers. Ten tweede zorgt de nieuwe vijfde baan voor meer fysieke baancapaciteit en opent hij mogelijkheden voor een meer efficiënte operatie omdat veel afhankelijkheid van operaties zal wegvallen bij gelijktijdig gebruik van de nieuwe vijfde baan en een bestaande baan. Naast de groei van het verkeer zullen verschillende technische, operationele en organisatorische ontwikkelingen plaatsvinden in de civiele luchtvaart tussen nu en 2010. Sommige ontwikkelingen zullen niet bedoeld zijn om de veiligheid te verhogen en/of zullen een verwaarloosbaar effect hebben op de botsingskans per beweging; andere zullen de botsingskans per beweging duidelijk beïnvloeden. In tabel 1 worden de belangrijkste verwachte ontwikkelingen in de civiele luchtvaart voor de komende tien jaar weergegeven, samen met hun consequenties voor de botsingskans. In alle gevallen in tabel 1 gaat het om de botsingskans per beweging. Zoals bovenin Tabel 1 is aangegeven, worden de belangrijkste ontwikkelingen en hun invloed op de botsingskans in de volgende paragrafen nader beschouwd. Tabel 1: Ontwikkelingen in de civiele luchtvaart en hun invloed op de botsingskans


21

ontwikkeling

beschrijving

invloed

technische innovaties van het verkeersleidingssysteem op Schiphol

nieuwe computers en andere systemen met geavanceerde veiligheidsverhogende instrumenten zijn/worden geïnstalleerd

duidelijke invloed op botsingskans: zie paragraaf 3.2

traffic alert and collision avoidance system (TCAS)

een elektronisch systeem aan boord van vliegtuigen dat specifiek is ontworpen om botsingen te voorkómen, onafhankelijk van de verkeersleiding

duidelijke invloed op botsingskans: zie paragraaf 3.3

organisatorische en procedurele veranderingen rond Schiphol

herinrichting van de TMA met de bijbehorende nieuwe procedures; privatisering van LVNL

invloed op botsingskans: zie paragraaf 3.4

–

beter bestand tegen vogelaanvaringen

–

invloed op ongevalkans maar niet op botsingskans: valt dus niet onder deze studie

–

lagere werklast in de cockpit kan botsingskans verkleinen; kleiner snelheidsverschil met grote vliegtuigen maakt verkeersleiding gemakkelijker

–

afhankelijk van Airbus A3XX: als dit programma wordt gestart kan binnen 10 jaar nog (positieve) invloed op botsingskans ontstaan

–

lagere werklast in de cockpit kan botsingskans verkleinen

nieuwe generatie verkeersvliegtuigen: –

grote tweemotorige verkeersvliegtuigen

–

kleine turboprop-vliegtuigen worden vervangen door straalvliegtuigen voor de korte afstand

–

kleine straalvliegtuigen zijn nieuwe ontwerpen; in het algemeen gemakkelijker te vliegen

–

ingebruikname van zeer grote passagiersvliegtuigen

–

kan leiden tot lagere groei aantal vliegbewegingen

nieuwe ontwerpregels voor cockpits

–

–

cockpits worden nu ontworpen met de mens als middelpunt

enhanced ground proximity warning system (EGPWS)

verbeterd hulpmiddel voor vliegers tegen botsing met de grond

invloed op ongevalkans maar niet op botsingskans: valt dus niet onder deze studie

satellietnavigatie

hiermee kunnen kleine vliegtuigen ook RNAV-navigatie verkrijgen

de meeste vliegtuigen die op Schiphol vliegen hebben al RNAV; hierdoor slechts kleine reductie van botsingskans

microwave landing system (MLS)

verbetert geleiding van vliegtuigen tijdens de eindnadering; gekromde naderingen en “closed-loop” SIDs worden niet veracht binnen tien jaar

verwaarloosbaar effect op de botsingskans in vergelijking tot instrument landing system (ILS, de huidige norm op Schiphol)

8.33 kHz frequentiespatiëring voor radiocommunicatie

indien samengaand met vergroting van het aantal ATC sectors: minder congestie op radiokanalen, maar ook meer (en lastiger) frequentieselectie voor de vliegers

van kleine positieve en negatieve invloeden op de botsingskans wordt aangenomen dat zij elkaar opheffen

aircraft communications addressing and reporting system (ACARS)

binnen tien jaar van toepassing op de TMA: verkeersklaringen vóór de vlucht worden per ACARS verzonden

communicatiefouten bij afgeven klaringen worden verminderd: positieve invloed op botsingkans

datacommunicatie: opvolgers van ACARS

hiervan wordt niet verwacht dat zij in de komende tien jaar operationeel zullen worden

automatic dependent surveillance – broadcast (ADS-B)

van dit systeem wordt niet verwacht dat het in de komende tien jaar operationeel zal worden

scheiding van verkeersstromen: turboprops via andere routes dan straalvliegtuigen 12


12

is niet meer nodig indien turboprops worden vervangen door straalvliegtuigen

indien toch toegepast: kleiner botsingskans door kleinere snelheidsverschillen per route

De kans bestaat dat ADS-B wel al op de middellange termijn wordt ingevoerd als “air-to-air” datalink, zodat vliegtuigen gebruik kunnen maken van ADS-B als een soort TCAS, maar dan met uitgebreide extra functies. In dit geval kan ADS-B binnen de komende tien jaar de botsingskans verlagen.

22

ontwikkeling

beschrijving

reduced vertical separation minima (RVSM)

zal niet worden toegepast binnen de TMA (tenminste niet binnen tien jaar)

invloed

organisatorische veranderingen bij luchtvaartmaatschappijen: –

“open-skies”-verdragen

–

actief veiligheidsbeleid

treinvervoer vervangt korte luchtroutes

3.2

–

veel nieuwe spelers in de markt

–

kan de botsingskans vergroten

–

operationele gegevens worden gebruikt om veiligheidsbeleid terug te koppelen

–

verlaagt ongevalkans algemeen en ook botsingskans specifiek

openvallende ruimte voor vliegbewegingen (“slots”) wordt ingenomen door grote langeafstandsvliegtuigen

invloed op de ongevalkans valt buiten het onderwerp van deze studie

Technische innovaties van het verkeersleidingssysteem op Schiphol

In het afgelopen jaar heeft LVNL een nieuw verkeersleidingssysteem geïnstalleerd met de naam Amsterdam Advanced ATC System (AAA). Hierdoor beschikt LVNL nu over één van de meest geavanceerde verkeersleidingssystemen ter wereld [Keane 1997]. Met behulp van AAA is LVNL berekend op de verwachte verkeersgroei voor de komende 15 jaar, als het gaat om systeemondersteuning van de verkeerleiding. AAA heeft een open systeemarchitectuur: dit betekent dat het kan worden uitgebreid met functies die de verkeersleidingsoperaties ten goede komen. Verder is AAA ontworpen volgens hoge maatstaven voor storings-ongevoeligheid: bij een storing nemen reservesystemen de functie van het kapotte systeemonderdeel over, net zoals bij de systemen van grote verkeersvliegtuigen. AAA bevat nu al een aantal geautomatiseerde instrumenten voor de ondersteuning van verkeersleiders. Eén zo’n instrument is short-term conflict alert (STCA). STCA geeft de verkeersleider een waarschuwing wanneer twee of meer vliegtuigen binnen korte tijd (enkele minuten) te dicht bij elkaar dreigen te komen (dichter dan de vastgestelde minimale separatie). De verkeersleider kan vervolgens instructies geven aan de betrokken vliegers om het dreigende botsingsgevaar op te lossen. STCA kan, mits goed geïntroduceerd en gebruikt, aldus een extra veiligheidsnet binnen het verkeersleidingssysteem vormen. Op dit moment wordt STCA nog niet in de TMA gebruikt. LVNL heeft in 1998 ook het ATM suRveillance Tracker And Server (ARTAS) systeem geïntroduceerd. Dit systeem geeft de verkeersleiders positie-informatie over elk vliegtuig dat zich in het luchtruim rond Schiphol bevindt. Net als AAA is ARTAS een van de modernste systemen ter wereld in zijn soort. Een belangrijk kenmerk van ARTAS is dat het beeld dat de verkeersleider ziet eigenlijk een synthetische samenvoeging is van de signalen van verschillende primaire en secundaire radars. Als een radar kapot gaat kan ARTAS de verkeersleider nog steeds voorzien van de gewenste informatie, vaak zelfs zonder verlies aan nauwkeurigheid. De kans op een volledig uitvallen van het positie-informatiescherm, waardoor de verkeersleiders moeten terugvallen op procedurele separatie (een situatie met hoge werklast), is extreem klein. Dit rechtvaardigt het vertrouwen op efficiënte radarverkeersleidingsprocedures rond Schiphol. Door de invoering van AAA is er geen reden om te verwachten dat de botsingskans per beweging rond Schiphol in de komende tien jaar zal toenemen door inadequate verkeersleidingssystemen.


23

3.3 Traffic alert and collision avoidance system (TCAS) Het traffic alert and collision avoidance system (TCAS)13 werd ontwikkeld als een extra veiligheidsnet voor het geval dat de verkeersleiding faalt en de vliegers een vliegtuig op botsingskoers niet visueel (kunnen) waarnemen. TCAS is een elektronisch systeem aan boord van het vliegtuig dat volledig los staat van de verkeersleiding (d.w.z. het heeft geen verband met de verkeersleider of enig systeem op de grond). TCAS heeft echter wel actieve medewerking van andere vliegtuigen in de buurt nodig: zij moeten een elektronisch signaal uitzenden wanneer TCAS daarom verzoekt. TCAS waarschuwt de vliegers wanneer een ander vliegtuig te dichtbij dreigt te komen, zodat zij een uitwijkmanoeuvre kunnen uitvoeren. Bijna alle verkeersvliegtuigen zijn of worden uitgerust met TCAS II, een meer uitgebreide versie die de vliegers ook kan aangeven in welke richting zij de uitwijkmanoeuvre zouden moeten uitvoeren. (Wanneer men over TCAS spreekt, wordt dan ook vrijwel altijd TCAS II bedoeld; zo ook in de rest van deze paragraaf.) TCAS volgt alle vliegtuigen in de buurt die zijn uitgerust met een transponder14. Het systeem berekent ongeveer één keer per seconde de relatieve peiling, afstand en relatieve hoogte van deze vliegtuigen uit de door hun transponders uitgezonden codes. Als een vliegtuig niet is uitgerust met een transponder, of als de transponder om de één of andere reden uitstaat, kan TCAS dat vliegtuig niet “zien”. Als een vliegtuig een transponder heeft die geen hoogtecode uitzendt, kan TCAS geen relatieve hoogte bepalen. Hierdoor gaat de mogelijkheid van conflictoplossing verloren, maar TCAS kan de vliegers nog wel waarschuwen voor de nabijheid van het andere vliegtuig. De regelwetten in de TCAS-software zijn zó ontworpen dat de uitwijkmanoeuvres die aan de vliegers worden gepresenteerd, een zo klein mogelijke afwijking van het nominale vliegpad betekenen. (In de meeste gevallen bestaat zo’n uitwijkmanoeuvre uit een hoogteverandering van minder dan 1000 voet/300 meter.) Hierdoor wordt de kans op een “domino-effect”15 geminimaliseerd. Ervaringen in de Verenigde Staten hebben geleerd dat in drukke delen van het luchtruim, waar luchtroutes elkaar dicht naderen, TCAS onder sommige omstandigheden vaak valse waarschuwingen kan afgeven16. De manoeuvres die de vliegers hierna uitvoerden hadden vervolgens een verstorend effect op zowel de verkeersleiding als de vliegers zelf. In deze situaties kan TCAS de botsingskans dus vergroten; een effect dat serieus genomen moet worden bij operatie met TCAS in drukke en gecompliceerde delen van het luchtruim. De TMA van Schiphol vormt een omgeving waarin TCAS goed kan werken: – VFR-verkeer is verboden, dus alle vliegtuigen in de TMA hebben een transponder en zijn zichtbaar voor TCAS; – Vrijwel alle vliegtuigen in de TMA zijn verkeersvliegtuigen met twee vliegers en TCAS aan boord; dit is belangrijk omdat TCAS beter werkt wanneer alle vliegtuigen ermee zijn uitgerust; – Binnen de TMA geldt een lage maximumsnelheid van 250/220 knopen (463/407 km/u), zodat vliegtuigen elkaar met relatief lage snelheid naderen en zij bovendien goed manoeuvreerbaar zijn. – De complexe routestructuur met veel bochten (manoeuvrerende vliegtuigen) kan het effect van TCAS verminderen doordat valse waarschuwingen worden afgegeven. De herinrichting van de TMA na ingebruikname van de nieuwe vijfde baan schept de mogelijkheid om de nieuwe routes door de TMA zodanig te ontwerpen dat zij ongevoelig zijn voor valse waarschuwingen van TCAS. 13

TCAS is de Amerikaanse naam voor het systeem. ICAO heeft later de term airborne collision avoidance system (ACAS) aangenomen, maar op dit moment zijn vrijwel alleen Amerikaanse TCASinstallaties in gebruik en is TCAS in de praktijk de algemeen gebruikte term.


14

Een transponder is een elektronisch systeem aan boord van het vliegtuig dat verkeersleidingsradars op de grond een viercijferige code toestuurt, en meestal ook de vlieghoogte van het vliegtuig. Hierdoor kan de verkeersleider de verschillende vliegtuigen op zijn radarscherm beter uit elkaar houden. TCAS maakt gebruik van de transponders in andere vliegtuigen door zich voor te doen als een verkeersleidingsradar, en dezelfde codes op te vragen.

15

Domino-effect: de uitwij kmanoeuvre van een vliegtuig dat reageert op een TCAS-waarschuwing brengt het te dicht bij een ander vliegtuig dat op zijn beurt een uitwijkmanoeuvre begint, enzovoorts.

16

Deze ervaringen zijn inmiddels alweer gebaseerd op een verouderde software -versie.

24

Naast de complexe routes heeft Schiphol vanwege zijn geografische ligging nog een nadeel: het weer. Laaghangende bewolking en verminderd zicht komen relatief vaak voor in de TMA. Hierdoor worden vliegers vaak gehinderd bij het visueel waarnemen van andere vliegtuigen; dit is belangrijk wanneer een naderend vliegtuig geen hoogtecode uitzendt met zijn transponder en TCAS dus geen uitwijkmanoeuvre kan voorstellen. Dit nadeel wordt echter opgeheven door het feit dat vrijwel alle vliegtuigen in de TMA van Schiphol met minstens één transponder met hoogtecode zijn uitgerust. Vanwege het feit dat botsingen in de lucht zeer zelden voorkomen is er geen statistisch materiaal beschikbaar over de invloed van TCAS op het botsingquotiënt. Hierdoor is uitrusting van vliegtuigen met TCAS geen aparte parameter in het QRA-model voor Schiphol. Er is echter al veel onderzoek uitgevoerd, onder supervisie van de Amerikaanse luchtvaartautoriteit FAA, naar de effectiviteit van TCAS als vangnet bij het vermijden van botsingen [Lebron et al. 1983; McLaughlin 1999]. Bovendien heeft ICAO een kwantitatieve maat gedefinieerd voor de effectiviteit van TCAS bij het vermijden van botsingen in zijn standards and recommended practices [ICAO Annex 10]; dit document was voornamelijk de basis voor de aanbeveling van ICAO om wereldwijd TCAS te installeren. Installatie van TCAS wordt verplicht in het Europese luchtruim met ingang van het jaar 2000. Dit is een belangrijke ontwikkeling, aangezien de kans dat twee vliegtuigen elkaar tot op een kritische afstand naderen nog kleiner wordt wanneer beide vliegtuigen TCAS aan boord hebben. Onderzoek wijst uit dat twee vliegtuigen met TCAS aan boord die op botsingskoers liggen, een botsingskans hebben die aanzienlijk kleiner is dan de botsingskans van twee minder goed uitgeruste vliegtuigen. De mate waarin de botsingskans per beweging kleiner wordt door TCAS bedraagt volgens recente studies van [Arino en Casaux, 1998] en [Carpenter, 1998] ongeveer “een orde van grootte”17. Hierbij is het eerder beschreven effect dat valse waarschuwingen hebben op een complexe verkeerssituatie overigens niet meegenomen. Ondanks het feit dat TCAS is bedoeld als een veiligheidsnet dat slechts zeer zelden in actie komt zal de verplichte installatie van TCAS tot een plotselinge en grote verbetering van de effectiviteit van botsingsvermijding leiden – mits bij de herinrichting van de TMA rekening wordt gehouden met de gevoeligheid van TCAS voor valse waarschuwingen. Als aan deze voorwaarde wordt voldaan heeft de verplichte installatie van TCAS in alle vliegtuigen in de TMA een discontinue verlaging van de botsingskans per beweging tot gevolg.

3.4 3.4.1

Organisatorische en procedurele veranderingen rond Schiphol De nieuwe vijfde baan/herinrichting van de TMA van Schiphol

De nieuwe vijfde baan zal in 2003 in gebruik gesteld worden, zie figuur 7. Deze vijfde baan zorgt voor meer fysieke starten landingscapaciteit. Tevens zal de baan het de verkeersleiding ook mogelijk maken om vier banen tegelijk in te zetten onder de meeste weersomstandigheden, zonder de huidige beperkingen ten gevolge van afhankelijkheid van operaties. Op dit moment wordt uitgebreid onderzoek uitgevoerd naar optimale routes in de TMA bij de nieuwe baangeometrie. Nieuwe routes worden ondermeer getoetst op de operationele veiligheid. Bij het ontwerp van de nieuwe procedures worden dezelfde veiligheidsmaatstaven gehanteerd als die zijn gebruikt voor de huidige procedures. Om deze reden wordt verwacht dat de nieuwe procedures na de herinrichting van de TMA geen invloed zullen hebben op de effectiviteit van botsingsvermijding; de botsingskans per beweging zal hoogstens licht verhoogd worden door de hogere verkeersdichtheid in de TMA – hierdoor heeft elk vliegtuig meer kans om een ander vliegtuig te raken. 17


Oudere studies zoals van [Lebron et al. 1983] waarin een verkleining van de botsingskans per beweging van “verschillende orden van grootte” werd voorspeld worden inmiddels als achterhaald beschouwd.

25


26

Figuur 7: Schetsmatige weergave van het banenstelsel van Schiphol inclusief de nieuwe vijfde baan.

SCHIPHOL MET NIEUWE 5e BAAN

18 nieuwe baan

19R

09

19L

27

36

22 24

04

01L 06 01R

3.4.2 Toepassing van basic area navigation in de TMA Basic area navigation (B-RNAV) is een nieuwe toevoeging aan bestaande navigatiesystemen die continu de actuele navigatienauwkeurigheid vergelijkt met de nauwkeurigheid die is voorgeschreven voor het stuk luchtruim waarin het vliegtuig vliegt. Als de actuele navigatienauwkeurigheid lager wordt dan de voorgeschreven limiet waarschuwt het B-RNAV-systeem de vliegers. Zij kunnen dan aan de verkeersleiding mededelen dat hun navigatie-apparatuur niet aan de gestelde eisen voldoet, en de verkeersleider kan andere vliegtuigen verder weg houden van dit “verdachte” vliegtuig. De huidige navigatiesystemen hebben een (veel) betere nauwkeurigheid dan 2 nautische mijlen (ongeveer 3,6 km). Wanneer de voorgeschreven nauwkeurigheid zou worden vergroot naar 1 nautische mijl (1,8 km), zouden sommige vliegbedrijven nieuwe positiesensoren aan hun navigatie-apparatuur moeten toevoegen. Hier staat tegenover dat een nauwkeuriger laterale navigatie in sommige situaties, met name bij een combinatie van klimmend en dalend verkeer, de botsingskans per beweging kan vergroten. Omdat bovengenoemde effecten elkaar tegenwerken en naar verwachting betrekkelijk gering van omvang zijn, wordt verwacht dat de invoering van B-RNAV met een voorgeschreven navigatienauwkeurigheid van 1 nautische mijl in de TMA van Schiphol, voorzien binnen tien jaar, de botsingskans per beweging rond Schiphol niet significant zal beïnvloeden.


27

3.4.3 Privatisering van LVNL LVNL is enige jaren geleden verzelfstandigd; hiervoor was het een onderdeel van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat. Deze organisatorische verandering geeft aanleiding tot de vraag of LVNL in de toekomst misschien aan economische krachten zal toegeven en haar veiligheidsnormen zal verruimen. Omdat LVNL na de verzelfstandiging, net als daarvoor, veiligheid als de belangrijkste prioriteit van de organisatie heeft behandeld, is er geen reden om aan te nemen dat LVNL in de nabije toekomst wel zal buigen onder deze druk. Het antwoord op deze vraag kan vanzelfsprekend niet worden gegarandeerd. LVNL heeft voorschriften voor kwaliteitsbewaking in gebruik waarbinnen veiligheid één van de kwaliteitscriteria is. Verder ontwikkelt LVNL een veiligheidsmanagementsysteem. Bovendien wordt op nationaal niveau een controlerende rol vervuld door de Rijksluchtvaartdienst en hebben eventuele bedreigingen voor de veiligheid de aandacht van internationale organisaties die vliegveldoperaties permanent controleren, zoals IFALPA (de internationale vliegervakbond) en ICAO. Kortom: de vraag over de invloed van organisatorische veranderingen binnen LVNL op de botsingskans per beweging heeft geen gegarandeerd antwoord. De verwachting is echter dat de hoge prioriteit van de vliegveiligheid en de controle op alle initiatieven die door LVNL worden ontplooid, voorkomen dat de botsingskans hierdoor in de nabije toekomst omhoog gaat.

3.5

De ontwikkeling van de botsingskans rond Schiphol in de komende tien jaar

Men mag verwachten dat een groei in het luchtverkeer de botsingskans per vlucht rond Schiphol zal doen stijgen (zie paragraaf 3.4.1), tenzij corrigerende maatregelen worden genomen. Historische gegevens laten een neerwaartse trend zien in de wereldwijde botsingquotiënten van de laatste twintig jaar, ondanks een grotere verkeersgroei dan die voor Schiphol in de komende tien jaar wordt voorzien. Schiphol en andere grote luchthavens zijn op dit moment al goed uitgerust voor botsingvermijding, zoals uiteengezet in hoofdstuk 2. De inventarisatie van de ontwikkelingen in de civiele luchtvaart in de komende tien jaar laat zien dat geen van deze ontwikkelingen naar verwachting een significante verhoging van de botsingskans per beweging tot gevolg heeft. Bovendien kon geen drempel- of congestie-effect worden geïdentificeerd, dus er is geen reden om aan te nemen dat de botsingskans per beweging bij een bepaalde verkeersdichtheid plotseling toeneemt. De botsingkans zal zodoende slechts een klein deel van de totale ongevalkans per vlucht blijven uitmaken. Aan de andere kant zullen innovaties die direct tot doel hebben de botsingskans per beweging te verkleinen, zoals TCAS een aanzienlijk reducerend effect hebben op de botsingskans per beweging rond Schiphol, mits met de invoering van deze innovaties wordt rekening gehouden bij het vaststellen van nieuwe procedures en luchtruimindelingen. Daarom wordt als conservatieve conclusie gesteld dat de botsingskans per beweging rond Schiphol naar verwachting in de komende tien jaar niet zal toenemen.


28

4. Conclusies .............................................................................................


•

Uit historische gegevens blijkt dat botsingen in de lucht wereldwijd slechts een klein deel van het totale ongevalquotiënt uitmaken (minder dan 2%). Het deel van het verkeer onder instrumentvliegvoorschriften (IFR) dat onder radar-verkeersleiding staat, zoals in het naderingsverkeersleidingsgebied (TMA) van Schiphol, heeft een aanzienlijk lager botsingquotiënt dan het overige verkeer.

•

De verwachte groei van het aantal vliegbewegingen rond Schiphol is 50% in de komende tien jaar. LVNL heeft berekend dat de verhoging van de piekcapaciteit die nodig is om deze groei op te vangen, 15% bedraagt. Het is overigens de vraag of het verschil tussen groei in vliegbewegingen en groei in piekcapaciteit inderdaad zo groot zal blijken te zijn.

•

Botsingskans staat tegenover de effectiviteit van botsingsvermijding. In de afgelopen twintig jaar is de botsingsvermijding zodanig veel effectiever geworden dat de negatieve invloed op de botsingskans per beweging van de toegenomen verkeersdichtheid (elk vliegtuig heeft meer vliegtuigen om tegenaan te botsen) meer dan gecompenseerd is. De botsingskans per beweging is daardoor gestaag afgenomen.

•

Rond grote luchthavens is botsingsvermijding de taak van de verkeersleiding en – in mindere mate – van de vliegers. De effectiviteit van hun inspanningen hangt nauw samen met hun werklast. De werklast van de verkeersleider moet goed worden geregeld voor het verkrijgen van maximale veiligheid: niet te hoog en ook niet te laag. Strikte procedures moeten ervoor zorgen dat de werklast binnen de perken blijft, en doen dat ook.

•

Het concept van declared capacity en flow control is een krachtig instrument voor het beperken van de werklast van verkeersleiders. LVNL en haar Europese zusterorganisaties hebben hun standvastigheid op het gebied van veiligheid aangetoond door zich aan hun declared capacities te houden ondanks publieke ontevredenheid over en economische druk tegen de resulterende vertragingen.

•

Ondanks dat het naderingsverkeersleidingsgebied van Schiphol een druk en gecompliceerd luchtruim is, is er geen reden gevonden om te veronderstellen dat de botsingskans per beweging rond Schiphol op dit moment significant zou verschillen van de botsingskans per beweging rond andere, vergelijkbare luchthavens.

•

LVNL heeft onlangs één van de meest geavanceerde verkeersleidingssystemen ter wereld (AAA) in gebruik gesteld. Hiermee kan LVNL de verwachte verkeersgroei voor tenminste de komende 15 jaar accommoderen, met behoud van de huidige veiligheidsniveaus.

•

De verplichte installatie van TCAS met ingang van het jaar 2000 heeft een discontinue verhoging van de effectiviteit van botsingsvermijding tot gevolg. TCAS is volledig onafhankelijk van het verkeersleidingssysteem en wordt door de vliegers en niet door de verkeersleider gebruikt. TCAS komt overigens slechts zelden in actie, het is bedoeld als veiligheidsnet voor als andere maatregelen voor botsingsvermijding falen.

•

Het naderingsverkeersleidingsgebied van Schiphol vormt een omgeving waarin TCAS goed kan werken, ondanks de meteorologische omstandigheden die vaak voorkómen dat vliegers potentieel gevaarlijk verkeer kunnen waarnemen. Bij de herinrichting van de TMA na introductie van de nieuwe vijfde baan moeten de nieuwe luchtroutes door de

29

TMA wel zodanig worden ontworpen dat zij ongevoelig zijn voor valse waarschuwingen van TCAS. Deze situatie kan er namelijk in sommige situaties toe leiden dat TCAS de botsingskans vergroot in plaats van verkleint.


•

De vraag of organisatorische en operationele veranderingen binnen LVNL een negatieve invloed hebben op de botsingskans, heeft geen gegarandeerd antwoord. Er is echter geen reden om negatieve effecten te verwachten, aangezien LVNL onder nationale (RLD) en internationale (IFALPA, ICAO) controle staat.

•

De effectiviteit van botsingsvermijding wordt naar verwachting niet significant beïnvloed door de verkeersgroei rond Schiphol gedurende ten minste de komende tien jaar. Dit betekent dat de botsingskans per vliegbeweging naar verwachting niet zal toenemen in het komende decennium.

30

5. Literatuur .............................................................................................

Arino, T. en F. Casaux, “Contribution of TCAS II Logic Version 7.0 in the European Airspace”, Air Traffic Control Quarterly, Volume 6 No. 4, 1998. Boeing, “Statistical Summary of Commercial Jet Airplane, Accidents, Worldwide Operations, 1959-1997. Carpenter, K., “The Development of a Performance Standard for the Airborne Collision Avoidance System Logic”, Air Traffic Control Quarterly, Volume 6 No. 4, 1998. International Civil Aviation Organisation, “Annex 11: Air Traffic Control Service Flight Information Service, Alerting Service”, 12th edition, incorporating Amendments 1-38. ICAO, July 1998. Keane, A.D., “Amsterdam Advanced Air Traffic Control System”, Journal of ATC, October 1997. Kruijsen, E.A.C., R.B.H.J. Jansen and M.A. Piers, “The NLR position paper and five expert reviews on collision risk around Amsterdam Airport Schiphol”, NLR CR-99440, Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium NLR, 1999. Lebron, J., et al, “System Safety Study of Minimum TCAS II”, DOT/FAA/PM-83/36, The MITRE Corporation, December 1983. McLaughlin, M., “Predicting the Effect of TCAS II on Safety”, Air Traffic Control Quarterly, Vol. 7(1) 1–18, 1999. Piers, M.A., M.P. Loog, M.K.H. Giesberts, G. Moek, M.J.H. Couwenberg and M.C.J. Smeets, “The development of a method for the analysis of societal and individual risk due to aircraft accidents in the vicinity of airports”, NLR CR 93372 L, National Aerospace Laboratory NLR, 1993. Safety Regulation Working Group, “Level busts recorded in UK airspace since 1994”, Data Plus 2 (98/DP2), UK Civil Aviation Authority, 1998. Toekomstige Nederlandse Luchtvaart Infrastructuur: “Samenvattende onderzoeksrapportage over luchtvaart-infrastructuur in de toekomst”, TNLI-12, gezamenlijke uitgave van de ministeries van Verkeer en Waterstaat, Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer en Economische Zaken in het kader van het project Toekomstige Nederlandse Luchtvaart Infrastructuur (TNLI), 1998.


31


32

6. Afkortingen .............................................................................................

AAA ACAS ARTAS ATC B-RNAV CAA CTR FAA ICAO IFALPA IFR hPa LVNL NLR QRA-model RLD RNAV SID

Amsterdam Advanced ATC System Airborne collision avoidance system ATM suRveillance Tracker And Server Air Traffic Control; luchtverkeersleiding Basic area navigation Civil Aviation Authorities Control zone; plaatselijk verkeersleidingsgebied Federal Aviation Authority International Civil Aviation Organisation International Federation of Airline Pilots’ Associations Instrument flight rules; instrumentvliegvoorschriften HectoPascal Luchtverkeersleiding Nederland Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium Qualitative risk analysis model Rijksluchtvaartdienst Area navigation Standard instrument departure route; standaardvertrekroute Standard arrival route; standaard-aankomstroute Short-term conflict alert Traffic alert and collision avoidance system Terminal area; naderingsverkeersleidingsgebied Toekomstige Nederlandse Luchtvaart-Infrastructuur Visual flight rules; zichtvliegvoorschriften

STAR STCA TCAS TMA TNLI VFR


33


34

7. Appendix: Curricla vitae van de internationale recensenten .............................................................................................

Hieronder zijn de curricula vitae opgenomen van de vijf internationale experts op het gebied van luchtverkeersleiding en vliegveiligheid. Zij hebben het NLR position paper gerecenseerd dat voorafging aan dit rapport [Kruijsen, Jansen, Piers 1999]. De curricula vitae zijn ongewijzigd gekopieerd en in gerangschikt op alfabetische volgorde naar de naam van de recensent.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Family name: First names: Date of birth: Nationality: Civil status: Education:

Lafferton Heribert January 25, 1955 German Married

Institution

University of Karlsruhe, Germany

Date : from (m/y) to (m/y)

10 / 1975 12 / 1981

Degree(s) or Diploma(s) Diploma in Electrical Engineering obtained Institution

Federal Administration of Air Navigation Services, Germany


06 /1982 08 / 1984

Degree(s) or Diploma(s) State Examination obtained 7.

Language skills:

Language

Mark 1 to 5 for competence (1 = very good) Reading

Speaking

Writing

German

1

1

1

English

2

2

2

French

3

4

5

8.

Membership of professional bodies: None 9. Other skills (e.g. Computer literacy etc.): • Word, Excel, PowerPoint

•

10. Present position: Head of Section 11. Years within German Air Navigation Services: 17 12. Key qualifications (relevant to the programme): • Expert in air navigation services, including capacity enhancement systems planning for airports • Experience in risk analysis of a wake vortex warning system


35

13.


Professional Experience Record:


09 / 1994 to date

Location:

Offenbach, Frankfurt and Langen, Germany

Company:

DFS Deutsche Flugsicherung GmbH (German Air Navigation Services)

Position:

Head of Section Future Technologies and Systems (Research & Development)

Description:

Responsible for the planning and execution of studies, tests and trials on future communications and surveillance systems


01 / 1993 08 / 1994

Location:

Offenbach, Germany

Company:

DFS Deutsche Flugsicherung GmbH (German Air Navigation Services)

Position:

Head of Section Concepts and Procedures (Research & Development)

Description:

Responsible for the planning and implementation of innovative systems to enhance airport capacity


08 / 1984 12 / 1992

Location:

Frankfurt and Offenbach, Germany

Company:

Federal Administration of Air Navigation Services

Position:

Head of branch and deputy head of division Basic Operational Requirements and System Planning

Description:

Responsible for basic operational requirements and system planning for data communications, including air-ground data link advanced surface movement guidance & control wake vortex warning


06 / 1982 08 / 1984

Location:

Frankfurt, Stuttgart, Munich, Germany

Company:

Federal Administration of Air Navigation Services

Position:

Trainee

Description:

Training in all areas and aspects of air navigation services

36

AMEDEO R. ODONI BIOGRAPHICAL SUMMARY DATE OF BIRTH: May 1, 1943 POSITION: T. Wilson Professor of Aeronautics & Astronautics and of Civil & Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology (MIT) Co-Director, National Center of Excellence in Aviation Operations Research (a National Consortium of 4 Universities and 21 Industrial Partners established by the FAA in October 1996). EDUCATION: S.B. June 1965 S.M. January 1967 Ph.D. September 1969

MIT, Electrical Engineering MIT, Electrical Engineering MIT, Operations Research

DOCTORAL DISSERTATION: "An Analytical Investigation of Air Traffic in the Vicinity of Terminal Areas" PRINCIPAL FIELDS: Operations Research / Transportation Systems / Airports and Air Traffic Control / International Air Transportation / Risk Analysis EMPLOYMENT HISTORY: T. Wilson Chair Professor, MIT 1997-present Professor (MIT, joint appointment, Departments of Aeronautics and Astronautics and of Civil & Environmental Engineering) 1981-1996 Head, Systems Division, Aeronautics and Astronautics Department 1991-1996 Visiting Professor, Polytechnic of Milan and University of Padova, Italy 1993 Co-Director, MIT Statistics Center 1990-1991 Co-Director, MIT Operations Research Center 1986-1991 Visiting Professor, Department of Statistics, University of Padova, Italy 1985 Professor (MIT, Aeronautics & Astronautics Department) 1980-1981 Associate Professor (MIT, Aeronautics & Astronautics Department) 1974-1980 Visiting Professor, Operations Research, National Technical University of Athens 1976 Assistant Professor (MIT, Aeronautics & Astronautics Department) 1971-1973 Assistant Professor (MIT, Civil Engineering Department) 1969-1970 Teaching Assistant (MIT, Electrical Engineering Department) 1965-1969 JOURNAL SERVICE: Editor-in-Chief, TRANSPORTATION SCIENCE 1 987-1991 Editorial Board, TRANSPORTATION SCIENCE 1 991-present Associate Editor, OPERATIONS RESEARCH 1 983-1996 Associate Editor, AIR TRAFFIC CONTROL QUARTERLY 1 992-present


37

Associate Editor, RELIABILITY ENGINEERING &SYSTEM SAFETY 1 997-present Associate Editor, TRANSPORTATION SCIENCE 1 982-1986 Associate Editor, JOURNAL OF AIRCRAFT 1 978-1980 Referee for many professional journals RESEARCH INTERESTS: Methodology: applied probability theory; queueing theory; probabilistic combinatorial optimization; risk analysis; network analysis; location theory. Applications: transportation systems analysis (particularly air transportation, air traffic control, airport planning and design); reliability of complex systems; urban service systems; systematic evaluation of public programs. TEACHING: Graduate Subjects: Planning and Design of Airports; Air Traffic Control; Engineering RiskBenefit Analysis (subject is also televised by MIT to industry); Logistical and Transportation Planning Methods. Undergraduate Subject: Applied Probability. Has also taught courses in Transportation Modeling, Stochastic Processes, Computer Science and participated in the development of a self-study program in Probability Theory and Random Processes for the Center for Advanced Engineering Study at MIT. AWARDS – Appointed to T. Wilson Chair, MIT, 1997 – Co-Director, U.S. National Center of Excellence in Aviation Operations Research, 1996 - now – Federal Aviation Administration National Award for Excellence in Aviation Education, 1991 – Elected Honorary Member of AGIFORS, 1991 (one of initial four Honorary Members) – Supervisor of four Ph.D. dissertations winning first prize in annual Dissertation Competition of Transportation Science Section of INFORMS (Dear, 1977; Psaraftis, 1979; Jaillet, 1986; Bertsimas, 1989) – Fulbright Scholar, 1983 – MIT Graduate Student Council Award for Teaching Excellence (1977, 1982) – Tau Beta Pi, Eta Kappa Nu, Sigma Xi honorary societies


38

CONSULTING, PUBLIC ORGANIZATIONS: Athens International Airport Authority Massachusetts Airport Authority Milan Airport Authority Federal Airports Corporation, Australia Transport Canada Government of Australia, Aviation Department Federal Aviation Administration (Washington, DC) Government of Spain, Civil Aviation Authrity Government of Sweden, Board of Civil Aviation Special Advisor, Minister of Transportation of Greece U.S. Department of Transportation 1989-1991

1998-present 1980-present 1985-present 1986-1990 1986-1988 1984-1986 1976-1980 1994 1977-1979 1976-1978 1970-1972,

Also many brief (2-day to 3-week) teaching assignments for: Federal Aviation Administration; U.S. Department of Transportation; Toronto International Airport; Milan Airport Authority (S.E.A.); United Nations Development Program; ICAO (International Civil Aviation Organization); U.S. Department of State PROJECT EXPERIENCE: [The following is a partial list, selected to indicate range of experience and interests.] 1972-73:

Department of Transportation, U.S.A.: Consultant in national-scale project on concept development for new Advanced Air Traffic Control (ATC) system for the United States. 1973-74: Munich International Airport, Germany: Design of taxiway and apron system for New Munich International Airport; recommended design was implemented when airport was constructed and built (1986-91). 1976: Schiphol International Airport, Amsterdam, The Netherlands: Analysis of need for a fifth runway and of taxiway system to support it. 1976-78: Civil Aviation Authority, Sweden: Evaluation of need for third runway at Arlanda International Airport of Stockholm; design of apron area for new domestic terminal for Arlanda International Airport; evaluation of impact of closing Bromma Airport of Stockholm. 1976-79: Advisor to Minister of Transportation of Greece; supervised site selection study for New Athens International Airport; site selected (Spata) is now under construction and will open in 2001. 1976-now: S.A.F.E., Cleveland, Ohio, U.S.A.: Advisor to suburban communities regarding impacts of series of proposed changes to Cleveland Hopkins International Airport. 1980-82: Massachusetts Port Authority, Boston, Massachusetts, U.S.A.: Evaluation of capital and non-capital alternatives for capacity and delay improvements at Boston's Logan International Airport. 1983-85: Civil Aviation Authority, Australia: Site selection for Second Sydney International Airport; twenty-one sites evaluated; site selected is now official site for possible New Airport. 1984: New York and New Jersey Port Authority, New York, U.S.A.: Design of potential auction system for assigning landing slots at New York LaGuardia Airport.

1984-now: Milan Airport Authority, Italy: Consultant on all aspects of Master Plan, detailed design, operation and management of the new Malpensa 2000 International Airport of Milan; a $2+ billion project, with eventual capacity of 36 million passengers per year and major cargo facility. 1985-86: Department of Transportation, U.S.A.: World-wide survey of practices regarding airport and ATC user charges and financing of aviation infrastructure facilities.


39

1987- 92:

Massachusetts Port Authority, Boston, Massachusetts, U.S.A.: Analysis and development of new landing fees for Logan International Airport with peakperiod pricing. 1987-88: Department of Transport, Canada: Study of privatization or corporatization of major Canadian Airports and the system of aviation user charges in Canada. 1989: Melbourne Airport, Melbourne, Australia: Design of new international terminal. 1990-now: Federal Aviation Administration, U.S.A.: Continuing sequence of projects on advanced ATM systems and on collaborative air traffic flow management for U.S. 1992-93: Region of Tuscany, Italy: Strategic plan for the joint development of the Florence and Pisa Airports as a co-ordinated system. 1993: Schiphol International Airport, Amsterdam, The Netherlands: Estimation of risk-exposure of residents around Schiphol International Airport. 1994: Civil Aviation Authority of Spain: Study of implications of satellite-based technologies for the future development of Spain’s ATC system. 1995: Bologna Airport Authority, Italy: Strategic plan for Bologna International Airport. 1995-99: Consultant for MUFTIS, TAPE, NOAA and MANTEA projects funded by European Union on tools for evaluating operations and investment requirements at major European airports. 1995-now: NASA: Principal investigator on projects in: tactical air traffic flow management; decision support tools and models; operational concepts for ATM system for 2005-2015 time. 1996-now: Milan Airport Authority, Italy: Study of ATC capacity in Milan Terminal Area in cooperation with Italian Civil Aviation Authority (ENAV). 1997-now: Massachusetts Port Authority, Boston, Massachusetts, U.S.A.: Capacity, delay and peak-period pricing system analysis for Logan International Airport. PUBLICATIONS OF AMEDEO R. ODONI (Partial List) I. 1. 2. 3. 4. 5.

II. 1. 2. III. 1. 2. 3.


BOOKS SOLUTIONS TO EXERCISES IN PROBABILITY AND RANDOM PROCESSES (with W.D. Davenport, Jr.), McGraw-Hill (New York, 1970). URBAN OPERATIONS RESEARCH (with R.C. Larson), Prentice-Hall (Englewood Cliffs, New Jersey, 1981). FLOW CONTROL OF CONGESTED NETWORKS (editor, with L. Bianco and G. Szego), Springer-Verlag (Berlin, 1987). LARGE-SCALE COMPUTATION AND INFORMATION PROCESSING IN AIR TRAFFIC CONTROL (editor, with L. Bianco), Springer-Verlag (Berlin, 1993). MODELLING AND SIMULATION IN AIR TRAFFIC MANAGEMENT (editor, with L. Bianco and P. Dell’Olmo), Springer (Berlin, 1997). BOOKS IN PREPARATION AIRPORTS: STRATEGIC PLANNING AND DETAILED DESIGN (with R. de Neufville) – to be completed in 1999. ENGINEERING RISK-BENEFIT ANALYSIS. PUBLISHED REPORTS, JOURNAL ARTICLES, AND BOOK CHAPTERS Alternative Schemes for Investigating Markov Decision Processes. MIT Operations Research Center, Tech. Rept 28, June 1967. "On Finding the Maximal Gain for Markov Decision Processes", Operations Research, 17, No. 5, pp. 857-860, Sept.-Oct. 1969. An Analytical Investigation of Air Traffic in the Vicinity of Terminal Areas. MIT Operations Research Center Tech. Rept. 46, December 1969.

40

4. 5.

6. 7.

8. 9. 10. 11. 12.

13. 14. 15. 16.

17. 18. 19. 20.

21.

22. 23.

24. 25. 26.

27.


Modelling for Air Traffic Control Systems. MIT Flight Transportation Lab. Memorandum M71-4, May 1971. Evaluation of Air Traffic Control Models and Simulations, U.S. Dept. of Transportation, Federal Aviation Administration Rpt. DOT-TSC-FAA-71-7, Washington, D.C., June 1971. "Efficient Operation of Runways", chapter in ANALYSIS OF PUBLIC SYSTEMS, A.W. Drake, R.L. Keeney, P.M. Morse, editors, MIT Press (Cambridge, 1972). Indices for Evaluating Terminal Area ATC Operations and Their Role in Cost/Benefit Analyses (with I.A. Boulogiane, J.L. Everett, B.O. Koopman, G. Raisbeck). Federal Aviation Administration Rept. FAA-RD-73-52, Washington, D.C., March 1973. "Air Congestion at Major Airports in the Next Decade", Proceedings of the 1973 Transportation Research Forum, XIV, pp. 483-503, No. 1, Oct. 1973. Location of Facilities on a Network: A Survey of Results. MIT Operations Research Center Tech. Rpt. TR-03-74, April 1974. Time Dependent Estimates of Delays and Delay Costs at Major Airports (with G. Hengsbach). MIT Flight Transportation Laboratory Rpt. R75-4, Jan. 1975. Expenditure and Employment Trends in Large City Police Departments: 1959-1973. MIT Lab. of Architecture and Planning, Tech. Rpt. TR-16-75, July 1975. "Performance Measures for Evaluation of LEAA and Criminal Justice Systems Programs" (with R.C. Larson and A. Barnett). In Conf. Proc. Nat. Inst. of Law Enforcement and Criminal Justice, Washington, D.C., June 1976. A Handbook for the Estimation of Airside Delays at Major Airports (Quick Approximation Method) (with P. Kivestu). NASA Report CR-2644, Washington, D.C., June 1976. Airport Quotas and Peak Hour Pricing: Theory and Practice (with J. Vittek). Dept. of Transportation, Federal Aviation Administration Rpt. FAA-AVP-77-5, May 1976. Analysis of Airside Service Ratings at Schiphol International Airport (with R.W. Simpson). MIT Flight Transportation Laboratory Rpt. R76-12, Dec. 1976. "Recent Employment and Expenditure Trends in City Police Departments in the United States", J. of Criminal Justice, 5, pp. 119-147, Summer 1977. Also appeared as chapter in POLICE ACCOUNTABILITY, R.C. Larson, editor, Lexington Books (Lexington, MA 1978). "The Optimal Sequencing of Aircraft Landings Subject to Priority Constraints" (with H. Psaraftis). Optimization Days, 78, Montreal, May 1978. "Locating New Passenger Facilities on a Transportation Network" (with P.B. Mirchandani). Transportation Research, 13, No. 2, pp. 113-122, April 1979. "Locations of Medians on Stochastic Networks" (with P.B. Mirchandani). Transportation Science, 13, No. 2, pp. 85-97, May 1979. Review and Evaluation of National Airspace System Models (with R.W. Simpson). U.S. Dept. of Transportation, Federal Aviation Administration, Rpt. FAA-EM-79-12, Washington, D.C., October 1979. "Developments in Network Location with Mobile and Congested Facilities" (with O. Berman and R.C. Larson), European Journal of Operations Research, 6, No. 2, pp. 104-116, February 1981. "Locating Mobile Servers on a Network with Markovian Properties" (with O. Berman). Networks, 12, No. 1, pp. 73-86, Spring 1982. "Two Planar Facility Location Problems with High-Speed Corridors and Continuous Demand" (with G. Sadiq), Regional Science and Urban Economics, 12, pp. 467-484, 1982. "An Empirical Investigation of the Transient Behavior of Stationary Queueing Systems" (with E. Roth). Operations Research, 31, No. 3, pp. 432-455, May-June 1983. "Trends in Airport Planning and Design". Ekistics, 51, No. 305, pp. 115-120, MarchApril 1984. "A General Model for Predicting the Frequency of Air Conflicts" (with S. Endoh), Proceedings of the Conference on Safety Issues in Air Traffic Systems Planning and Design, Princeton University, Princeton, N.J., 1983. "Determination of Headways as a Function of Time Varying Characteristics on a Transit Network" (with H.N. Koutsopoulos and N.H.M. Wilson) in COMPUTER SCHEDULING OF PUBLIC TRANSPORT 2, J.-M. Rousseau, editor, North-Holland (Amsterdam, 1985).

41

28. "A Multi-Vehicle Dial-A-Ride Algorithm with Time Windows" (with J.J. Jaw, H.N. Psaraftis and N.H.M. Wilson), Transportation Research B, 20B, pp. 243-257, 1986. 29. "The 'Third Generation' of Vehicle Routing and Scheduling Problems", Ricerca Operativa, 36, pp. 7-55, 1986. 30. "Location on Congested Networks" (with O. Berman, S. Chiu and R.C. Larson), in DISCRETE LOCATION THEORY, R.L. Francis and P.B. Mirchandani, editors, WileyInterscience, 1990. 31. "The Probabilistic Vehicle Routing Problem", (with P. Jaillet), in VEHICLE ROUTING: METHODS AND STUDIES B.L. Golden and A.A. Assad, editors, North-Holland, Amsterdam, 1988 (pp. 293-318). 32. "Stochastic Facility Location Problems", in STOCHASTICS IN COMBINATORIAL OPTIMIZATION, G. Andreatta, F. Mason and P. Serafini (editors), World Press, Singapore, 1987 (pp. 113-127). 33. "The Flow Management Problem in Air Traffic Control", in FLOW CONTROL OF CONGESTED NETWORKS, A.R. Odoni and G. Szego, editors, Springer-Verlag, Berlin, 1987 (pp. 269-288). 34. "A Single Server Priority Queueing-Location Model" (with R. Batta and R.C. Larson), Networks, 18, pp. 87-103, 1988. 35. International Aviation User Charges, U.S. Dept. of Transportation Report, 1991. 36. "Ground Holding Strategies for Air Traffic Control" (with M. Terrab and O.L. Deutsch), Paper 89-3628, Proceedings AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, August 1989, Boston, MA. 37. "A Priori Optimization" (with D. Bertsimas and P. Jaillet), Operations Research, 38, pp. 1019-1033, 1990. 38. Transportation Modeling Needs: Airports and Airspace, Report published by U.S. Department of Transportation, Volpe National Transportation Systems Center, Cambridge, MA (July 1991). 39. "Issues in Modeling a National Network of Airports", Proceedings of the 1991 Winter Simulation Conference, Phoenix, Arizona, December 1991. 40. "Passenger Terminal Design" (with R. de Neufville), Transportation Research, 26A, pp. 27-35, 1992. 41. "Improving the Location of Minisum Facilities through Network Design" (with O. Berman and D.G. Ingco), Annals of Operations Research, 40, pp. 1-16, 1993. 42. "Strategic Flow Control on an Air Traffic Network" (with M. Terrab), Operations Research, 41, pp. 138-152, 1993. 43. "Solving Optimally the Static Ground-Holding Policy Problem in Air Traffic Control" (with O. Richetta), Transportation Science, 27. pp.228-238, 1993. 44. "Landing Time Intervals and Aircraft Sequencing in a Major Terminal Area" (with C.S. Venkatakrishnan and A.I. Barnett), Transportation Science, 27, pp. 211-227, 1993. 45. "Models for the Ground Holding Problem" (with G. Andreatta and O. Richetta), chapter in LARGE-SCALE COMPUTATION AND INFORMATION PROCESSING IN AIR TRAFFIC CONTROL, L. Bianco and A. R. Odoni, editors, Springer-Verlag, Berlin, pp. 125-168, 1993. 46. "The Multi-Airport Ground-Holding Problem in Air Traffic Control" (with P. Vranas and D. Bertsimas), Operations Research, 42, pp. 249-261, 1994. 47. "Dynamic Solution to the Ground-Holding Policy Problem in Air Traffic Control" (with O. Richetta), Transportation Research, pp. 167-185, 1994. 48. "Network Re-design for Minimax Facilities" (with O. Berman and D.G. Ingco), Networks, 24, pp. 31-41, 1994. 49. "Dynamic Ground-Holding Policies for a Network of Airports" (with P. Vranas and D. Bertsimas), Transportation Science, pp. 275-291, 1994. 50. "Models of Airport Operations", Proceedings of the Aviation Modeling International Symposium, Federal Aviation Administration, Washington, DC, 1994. 51. "Peak Period Airport Pricing as It Might Apply to Boston-Logan International Airport" (with C. Barrett, M. Drazen, W. Hoffman, S. Lewis, R. Murphy and L. Pearson), Transportation Research Record, 1461, pp. 15-23, 1994.


42

52.

53. 54.

55.

56.

57.

58. 59. 60. 61.

62.

63. 64.

65.

66.

V.

“The Importance of Probability Theory in the Airport and Air Traffic Control Sectors”, International Journal of Continuing Engineering Education, 4, pp. 105-113, 1994. "Models and Algorithms for Transient Queuing Congestion at Hub Airports" (with M.D. Peterson and D.J. Bertsimas), Management Science, 41, 1995. “Issues in Air Traffic Flow Management”, chapter in ADVANCED TECHNOLOGIES FOR AIR TRAFFIC FLOW MANAGEMENT, H. Winter and H.G. Nusser, editors, SpringerVerlag, Berlin, pp. 43-63, 1994. "Decomposition Algorithms for Analyzing Transient Phenomena in Multiclass Queueing Networks in Air Transportation" (with M.D. Peterson and D.J. Bertsimas), Operations Research, 43, pp. 995-1011, 1995. "Models in Urban and Air Transportation" (with J.-M. Rousseau and N.H.M. Wilson), chapter in OPERATIONS RESEARCH AND THE PUBLIC SECTOR (HANDBOOKS IN OR & MS, Volume 6) S. M. Pollock and M. H. Rothkopf and A. Barnett (editors). Elsevier Science Publishers, Amsterdam, pp. 107-150, 1994. "Stochastic and Dynamic Routing on Networks" (with P. Jaillet and W. Powell), survey chapter prepared for HANDBOOK IN OPERATIONS RESEARCH /MANAGEMENT SCIENCE: NETWORK ROUTING, M.O. Ball, T.L. Magnanti, C.L. Monma and G.L. Nemhauser (editors). Elsevier Science Publishers, Amsterdam, pp. 141-295, 1995. Research Directions for Improving Air Traffic Management Efficiency, NASA Ames Research Center (October 1995). “Flow Management in Transition”, ATC Quarterly, 4, pp. 225-227, 1996. "Evolutionary Concepts for the Air Traffic Flow Management System" (with M. Adams, S. Kolitz and J. Milner), ATC Quarterly, 4, pp. 281-306, 1996. Existing and Required Modeling Capabilities for Evaluating ATM Systems and Concepts (with J. Deyst, E. Feron, R. J. Hansman, K. Khan, J. Kuchar and R.W. Simpson), Report for NASA Ames Research Center (March 1997). “The Approximate Delays Model” (with K. Malone), Working Paper, MIT Operations Research Centerm (August 1997, also submitted for publication in Operations Research). “Some Open Questions in Aviation Operations Research”, Special Issue on Transportation of Italian Journal of Operations Research (Fall 1997). “Identification of Flow Constraint and Control Points in Departure Operations at Airport Systems” (with H. R. Idris, B. Delcaire, I. Anagnostakis, W. Hall, R. J. Hansman and E. Feron) Paper AIAA 98-4291 in Proceedings of the AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, Boston, MA, pp. 947-956 (August 1998). “Risk Perceptions and their Influence on Safety-Related Investments in a Large Railroad (with A. Barnett and J. Sussman) in Probabilistic Safety Assessment and Management, Vol. 2, New York, NY, pp.1011-1016 (1998). “Observation of Departure Processes at Logan Airport to Support the Development of Departure Planning Tools” (with H. R. Idris, B. Delcaire, I. Anagnostakis, W. Hall, R. J. Hansman and E. Feron) in Proceedings of the 2nd Joint Eurocontrol/FAA Seminar on Air Traffic Management, Orlando, FL (December 1998). INVITED LECTURES AND CONFERENCE PRESENTATIONS More than 300 such lectures and presentations. Partial list available on request.

Adrian G Sayce CEng. MSc. FRAeS After working for British Aerospace, Laker Airways and Airbus Industrie, he joined the UK CAA's Safety Regulation Authority in 1983. Whilst in SRG , he has worked as a Design Surveyor, a Research Project Manager and is now Head, Safety Analysis within the Design and Production Standards Division. He hasbeen responsible for many safety studies, in particular the Global Accident Review (ref CAA document CAP681), aircraft overruns and a major study into the ATC problems assiociated with Altitude Deviations.


43

Robert H. Vandel Executive Vice President Flight Safety Foundation Over 35 years' experience in both fixed and rotary wing aviation, aviation safety, maintenance management, training and air traffic controls. Holds a Bachelor of Science degree in management and a Master of Science degree in Psychology. Has flown all types of aircraft from small single-engine fixed wing aircraft and helicopters up to heavy jets. Bob served in the U.S. Army in various aviation positions for 23 years before retiring in 1988. He spent four years in air traffic control work at the Federal Aviation Administration. He was director of technical projects for the Flight Safety Foundation for 10 years. In May 1999 he was elected Executive Vice President. During his tenure as director of technical projects he led studies on the use of on-board recorded data, safety aspects of precision approaches, wind shear training aid, fatigue and continuing airworthiness risk evaluation. He has organized, conducted and spoken at safety seminars and workshops all over the world. For the past six years, he has been the Flight Safety Foundation's primary focal point on the initiative to reduce controlled flight into terrain and approach and landing accident reduction initiatives. Bob was awarded the Aviation Week and Space Technology Laurels Award for his work with the Foundation's Controlled flight into terrain initiative.

Andrew D. Zeitlin Education –

D.Sc., Concentration in Communications, George Washington University, Department

– –

of Electrical Engineering and Computer Science, 1984 M.S.E.E., Electrical Engineering, New York University, 1972 B.S.E.E., Electrical Engineering, General Honors Program, cum laude, University of Pennsylvania, 1969

Employment History

1974 - Present: The MITRE Corporation, McLean, Virginia 1969 - 1974:

AIL Division Cutler-Hammer, Deer Park, NY

Work Experience 1974 - Present: The MITRE Corporation, McLean, Virginia 1997 - Present: Principal Engineer for ATM/Avionics, Center for Advanced Aviation System Development. Develop technical requirements and standards for Automatic Dependent Surveillance - Broadcast (ADS-B) and for operational applications using these avionics to enhance airspace efficiency and safety. Perform operational safety assessments of Oceanic ATC System and of ADS-B applications. Develop estimates of operational benefits for prospective ADS-B applications. Investigate avionics architectures to make low-cost display avionics attractive for wide-scale implementation. Safety review of Canadian CAATS ATC system. Participate in RTCA and ICAO standards committees on ADS-B and CDTI avionics. Member of RTCA/Eurocae committee developing operational safety assessment methodology for air traffic services. 1995 - 1997: Program Lead for TCAS Studies/Principal Engineer, Center for Advanced Aviation System Development. Project Manager, responsible for 14staff activity developing improved collision avoidance logic, operational assessments, national and international standards and operational applications. Prepare and present quarterly briefings to FAA Review Board. Develop future work program activities in collision avoidance,


44

applications of cockpit-displayed traffic, and avionics architecture. Active in ICAO and RTCA standards committees for TCAS and ADS-B. Performed safety analysis for TCAS In-Trail Climb application and supervised activities to advance its implementation. Interface NASA and FAA CDTI programs. Examine frequency requirements for ADS-B. Develop concepts of operation for future air traffic environment. 1991 - 1995: Principal Engineer, Center for Advanced Aviation System Development. Task leader for System Safety Studies of TCAS, and for development of Advanced ATC Applications using TCAS. Participant in ICAO Working Group developing International Standards for airborne collision avoidance systems. Member of RTCA SC-147 committee developing Minimum Operational Performance Standards for TCAS. Member of FAA/Industry Separation Assistance Working Group. 1986 - 1991: Associate Department Head, Space Systems Integration Department, Space Systems Division. Management responsibilities for NASA Headquarters, Goddard Space Flight Center, Space Station Freedom Program Office and JPL tasks. During 1990 - 1991, served on the staff of the EOSDIS Program Manager at NASA Headquarters. Held title of Command and Control Manager; also produced Program Plan, Interagency Program Plan, input to Congressional responses, and oversight of IV&V plan. Represented Program Office at AIAA/NASA/NASDA joint workshop in Japan. Contributed to Program Level Technical Requirements and system technical performance specifications. Supported EOSDIS Science Advisory Panel. Responsible for planning flight operations segment of EOSDIS, as well as interfaces with investigators, EOS Platform, and NASA and International communication networks. Principal investigator for the MITRE/NASA Network Services Testbed, a jointly funded Facility investigating space-to-ground communications protocols, onboard and ground network architectures, and network performance, as well as network management concepts. This work includes the development and validation of the new international standard protocols that have been adopted by the Space Station Freedom and Earth Observing System programs and by NASA's institutional mission operations network. Acquisition support for Space Station program's Technical and Management Information System (TMIS), including requirements analysis, and advice to Source Evaluation Board. Directed probabilistic risk assessments and information system planning for NASA Headquarters Office of Safety, and information system design for Office of Reliability, Maintainability, and Quality Assurance. Other responsibilities included Agencywide Electronic Parts Information System, NASA Headquarters Software Management and Assurance Program, Automated Information Management, NASA Comptroller Office Automation, Agencywide Computer Communications. Also managed ground station modernization program for NOAA Geostationary and Polar environmental satellites. Served on MITRE Committee on Internal Communications and ADP. Chaired its telecommunications subcommittee and co-authored final report. 1985 -1986: Group Leader, System Studies, Air Transportation Systems Division. Responsible for comprehensive system studies of FAA requirements for Research, Engineering & Development planning for 30-year period. Published written plans and supported FAA user conferences. Subject areas included: Communications, Navigation, Surveillance, Satellites, ATC Automation, Weather Services.


45

1981 - 1985:

1977 - 1980:

1974 - 1976:

1969 - 1974:

Group Leader, Airborne Systems. Responsible for design and analysis of collision avoidance algorithms for Traffic Alert and Collision Avoidance System. Activities included algorithm specification and design, Monte Carlo simulation, operational evaluation, alert rate studies, safety studies. Key participant in international working group of ICAO preparing standards for such systems; also in special committee of RTCA that produced aviation standards for U.S. certification of aviation systems. Contributed to National Standards for various collision avoidance systems. Received recognition award from FAA Administrator. Conducted seminars in U.S., Canada, and Australia. Led a team designing algorithms for Automatic Traffic Advisory and Resolution Service, a real-time collision avoidance system employing multiple computers and multi-site radar. Lead designer of collision avoidance and coordination algorithms for Active Beacon Collision Avoidance System. Supported FAA's Microwave Landing System technique selection of scanning beam versus Doppler, acting as Issue Manager for Ground Systems Cost Assessment. Performed Life Cycle and comparative cost analysis for MLS during and subsequent to the FAA's selection. Edited and contributed to U.S. MLS proposal to ICAO. Was a member of U.S. delegation at several working group meetings of All Weather Operations Panel of ICAO. AIL Division Cutler-Hammer, Deer Park, NY Engineer, Communications Systems Department. Systems design and engineering, RF and digital circuit design, computer simulation, and realtime computer control. Contributed to development of single-frequency repeaters for military communications and highway applications. Performed computer analysis and construction of automatic impedance matching network for hybrid isolation. Member of small team that constructed one of the first adaptive phased array prototypes. Performed computer analyses and simulations of satellite-based phased arrays controlled by adaptive algorithms. Designed RF signal processor and digital processing interface and programmed real-time minicomputer in assembly language to control prototype Adaptive Ground Implemented Phased Array for NASA GSFC. Conducted system integration and testing in anechoic chamber.

Hardware and Equipment PC, Macintosh, IBM Mainframes, Data General Nova Software Operating Systems: Macintosh System 7, Windows 95, DOS Programming Languages: PL/I, FORTRAN, BASIC, Nova Assembler Applications: MS Excel, MS Word, PowerPoint, Netscape, FoxBase, QuattroPro, WordPerfect, Lotus 1-2-3 External Technical Committee Memberships RTCA SC-147, Traffic Alert and Collision Avoidance Systems RTCA SC-186, Automatic Dependent Surveillance-Broadcast RTCA SC-189/Eurocae WG53, Air Traffic Services Safety and Interoperability Requirements ICAO SICASP Working Group 2, Airborne Collision Avoidance Systems, and Airborne Separation Assurance Systems subgroup Cargo Airline Association Collision Avoidance Steering Committee Past member of AIAA Space-based Observation Systems Committee on Standards, serving as Chair of its Communications and Data System Working Group, developing standards for


46

communications protocols, tools, and data distribution. Served as Program Chair for two workshops. Key participant in AIAA/NASA/NASDA workshop in Tsukuba, Japan (1991), giving keynote address, two technical addresses, and leading a discussion group. Regular contributor to Orbiter Newsletter. Past Member of AIAA Technical Committee on System Effectiveness and Safety. Chairman of Long-Range Planning Subcommittee. Edited Committee Long-Range Plan. Session Chair for 1991 AIAA Aerospace Sciences Conference. Professional Society or Association Memberships AIAA, Senior Member IEEE, Senior Member Eta Kappa Nu Sigma Tau Tau Beta Pi Other Technical Interests Communications Systems Information Systems Simulation Risk Assessment Air Traffic Control Systems Adaptive Algorithms Signal Processing International Standards


47

MITRE Publications 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.


Zeitlin, A., A Brief Comparison of the Ground Equipment Proposed by Four Contractors for the Microwave Landing System, WP-10815, November 1974. Zeitlin, A., Life Cycle Cost for Microwave Landing System Ground Equipment , MTR-6867, April 1975. Loh, R., et al, A Comparison of MLS and ISMLS Costs, MTR-7195, April 1976. Zeitlin, A., Cost Comparison of L-Band DME Techniques for MLS , MTR-7189, April 1976. Zeitlin, A., Supporting Rationale and Updated Information for the Tri-Modal BCAS Engineering Requirement , WP-12462, July 1977. Zeitlin, A., Active Beacon Collision Avoidance System - Collision Avoidance Algorithms, MTR-79W110, April 1979. Broste, N., et al, Preliminary Evaluation of Active Beacon Collision Avoidance System Performance (Simulated): Protection and Alarms, MTR-79W135, April 1979. Zeitlin, A., A Simplified Alternative ATARS-BCAS Interface, WP-79W733, November 1979. Lentz, R., et al, Automatic Traffic Advisory and Resolution Service (ATARS) Multi-Site Algorithms, MTR-80W100, April 1980. Grupe, J., et al, Detailed Collision Avoidance Algorithm for Active BCAS, WP-80W760, September 1980. Grupe, J., et al, Active BCAS Detailed Collision Avoidance Algorithms, MTR-80W286, October 1980. Lentz, R., et al, Automatic Traffic Advisory and Resolution Service (ATARS) Algorithms Including Resolution-Advisory-Register Logic, MTR-81W120, June 1981. Niedringhaus, W. and A. Zeitlin, Collision Avoidance Algorithms for Minimum TCAS II, MTR-82W158, December 1982. Lebron, J., et al, System Safety Study of Minimum TCAS II, MTR-83W241, December 1983. ADP Committee, Internal Communications and ADP at MITRE-Washington: A View to the Future, MP-91W00015, July 1991. McLaughlin, M. and A. Zeitlin, Safety Study of TCAS II for Logic Version 6.04, MTR92W102, July 1992. Reierson, J. and A. Zeitlin, A Preliminary Analysis of the Effect of ACAS on Oceanic System Safety, MP-92W65, December 1992. Satyen, U., et. al., Validation Report for TCAS II Logic Version 6.04, MTR–93W64, September 1993. McLaughlin, M., and A. Zeitlin, Safety Study of TCAS II for Logic Version 6.04A, MTR-93W234, November 1993. Zeitlin, A., TCAS Oceanic In-Trail Climb Procedure Safety Analysis, MTR-95W96, August 1995. Yee, M., et. al., A Concept of Operations for the National Airspace System in the Midterm, MTR-97W24, March 1997. Ferrell, U., et al, Technology and Certification for Low -Cost Displays, WN-99W01, January 1999. Chavez, P., et al, A Preliminary Operational Safety Assessment of the U.S. Oceanic and Offshore Environment , MP-99W118, June 1999. Callaham, M., et al, Assessment of Midair Collision Risk and Safety Benefits of TCAS II for Cargo Aircraft , MP-99W123, June 1999.

48

Non-MITRE Technical Publications 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

20. 21.


Zeitlin, A. and J. Smith, Beam Optimization as a Multiple Access Technique, EUROCON, Amsterdam, 1974. Zeitlin, A., Digital Adaptive Arrays: Sample-Length Limitations and an Efficient Variable Sample-Length Processor Design, IEEE EASCON, Washington, November 1981. Zeitlin, A., TCAS II Collision Avoidance Logic Development Activities, FAA TCAS Symposium, Washington, January 1982. Zeitlin, A., TCAS II Alert Rate Control Using Desensitization, FAA TCAS Symposium, Washington, January 1982. Niedringhaus, W. and A. Zeitlin, Development of Airborne Collision Avoidance Algorithms Compatible with the National Airspace System, American Control Conference, Arlington, June 1982. Zeitlin, A., Minimum TCAS II Threat Detection and Resolution Logic Status, FAA TCAS Symposium, Washington, October 1982. Zeitlin, A., Development of Threat Logic for Airborne TCAS, IEEE/AIAA 5th Digital Avionics Systems Conference, Seattle, November 1983. Reed, E., et al, Description and Test Results of a Three Dimensional Collision Avoidance System, International Conference on Radar, Paris, May 1984. Love, W. and A. Zeitlin, New Concepts in Collision Avoidance Logic, IEEE/AIAA, 6th Digital Avionics Systems Conference, Baltimore, December 1984. Love, W. and A. Zeitlin, New Concepts in Collision Avoidance Logic, IEEE Aerospace and Electronic Systems magazine, January 1986. Zeitlin, A., Information Management and Distribution as a Key to Space System Success, AIAA SBOS COS Workshop, Monterey, May 1991. Zeitlin, A., Areas of Importance for Standards in Future Earth Observing Systems, (keynote address), AIAA/NASA/NASDA Workshop, Tsukuba, Japan, June 1991. Zeitlin, A., AIAA/CCSDS Approach to Space-to-Ground Link Communications, AIAA/NASA/NASDA Workshop, Tsukuba, Japan, June 1991. Zeitlin, A., Mission Data Handling, Archive, and Distribution System for NASA EOS, AIAA/NASA/NASDA Workshop, Tsukuba, Japan, June 1991. Zeitlin, A. and J. Fee, TCAS Separation Monitor for Enhancing Oceanic Safety, IEEE/AIAA 11th Digital Avionics Systems Conference, Seattle, October 1992. Zeitlin, A., Predicting The Safety of Airborne Collision Avoidance Systems, ORSA/TIMS Joint National Meeting, Phoenix, November 1993. Miller, C., et al, Initiatives to Improve TCAS-ATC Compatibility, Journal of ATC, JulySeptember 1994. Zeitlin, A ., Improving TCAS II Performance for ATC Compatibility, EGATS Forum, Maastricht, Netherlands, February 1995. Zeitlin, A., et al, Enhancements to the Next Generation Collision Avoidance System: Opportunities for Greater Safety and Efficiency, IEEE/AIAA 14th Digital Avionics Systems Conference, Cambridge, November 1995. Satyen, U., et al, Low-Cost Integrated Display Certification, IEEE/AIAA 17th Digital Avionics Systems Conference, Bellevue WA, November 1998. Zeitlin, A., et al, Achieving Early CDTI Capability with ADS-B, 2nd USA / EUROPE Air Traffic Management R&D Seminar, Orlando, December 199

49

Colofon © december 1999

Dit rapport maakt onderdeel uit van de onderzoeken die in het kader de nota ‘Toekomst van de nationale luchthaven” zijn verricht. De nota is een uitgave van het ministerie van Verkeer en Waterstaat in samenwerking met de ministeries van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer en van Economische Zaken.

Drukwerk omslag: Kwak, Van Daalen & Ronday


Drukwerk binnenwerk:

Reprografische Dienst, ministerie van Verkeer en Waterstaat

Bestelnummer:

RLD 178

Bestellen:

Ministerie van Verkeer en Waterstaat telefoon: 070 - 351 7086 telefax: 070 - 351 6111

50

De botsingskans rond Schiphol nu en in de toekomst

Recommend Documents