Free routing in high-complexity airspace: impact assessment for environment and aviation stakeholders
Yüksek karmaşıklıkta serbest hava sahası uygulaması: çevre ve sivil havacılık paydaşları üzerindeki etkilerin incelemesi
- Tez No: 826079
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ BAŞPINAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Küresel ısınma günümüzde, dünya ve üzerinde yaşayan canlıların geleceğini tehdit eden önemli bir konu haline gelmiştir. İnsan faktörü iklim değişikliğinin ilerleyişinde önemli bir rol oynamaktadır. Fosil yakıt tüketimi, ormanlık alanların azaltılması ve hayvancılık gibi insan faaliyetleri bu konuda önemli bir rol oynamaktadır. Havacılık sektörü, iklim değişikliği hususunda ihmal edilemeyecek bir paya sahiptir. Bu pay güncel olarak 5% olarak belirtilse de, sektörün ilerleyişi göz önünde bulundurulduğunda önemli ölçüde artacağı öngörülmektedir. Bu sebepten, birçok organizasyon ve kurum havacılığın iklim üzerindeki etkisini azaltmak ve bu konuda önlem almak amacıyla girişimlerde bulunmaktadır. FlightPath 2050 havacılığın iklim üzerindeki etkilerini azaltma amacıyla oluşturulmuş bir hedef dokümanıdır. Burada amaç, 2050 yılında yolcular için daha konforlu ve verimli yolculuklar sağlamak, Hava Trafik kontrolünü verimli hale getirmek ve tabi ki iklim ve insanlık için de havacılığın negatif etkilerini azaltarak daha parlak ve güvenli bir gelecek sağlamaktır. NextGen ve SESAR da aynı amaçla varolmuş inisiyatiflere örnek gösterilebilir. CLIMOP ise havacılığın iklime olan etkilerini azaltma amacına hizmet eden operasyonel iyileştirmeler üzerine kurulu bir projedir. Amacı, CO2 emisyonlarında 75%, NOx emisyonlarında ise 90% azalmayı sağlayarak FlightPath2050 hedeflerine katkı sağlamaktır. Havacılığın iklim üzerindeki etkisine yönelik uzun veya kısa vadeli çeşitli çalışmalar ve inisiyatifler bulunmaktadır. Uzun vadeli çözüm önerilerinin uygulanma ve sonuç gösterme süreleri de göz önünde bulundurulduğunda, iklime olan etkiyi kısa vadede azaltacak çözümlerin bulunması da öncelikli bir hal almaktadır. Havaaraçlarının belirli bir giriş ve çıkış noktası arasında esnek ve serbest bir rota izlemesini mümkün kılan Serbest Hava Sahası (FRA), SESAR tarafından öne atılmış operasyonel iyileştirme konseptlerinden biridir. Havaaracının bu giriş ve çıkış noktaları arasında direkt bir yol izlediği Direkt Rota konsepti bir Serbest Rota Sahası senaryosunda göz önünde bulundurulan ilk seçenek olarak öne çıkmaktadır. Serbest Hava Sahasında kullanıcılar belirlenmiş giriş ve çıkış noktaları arasında esnek bir şekilde belirleyebilirler; bu sırada rotalar aralarda belirlenmiş noktalardan geçebilirler. Giriş ve çıkış belirlenmiştir ancak takip edilen yollar serbest bırakılmıştır. Direkt rota konseptinde ise bu giriş ve çıkış noktaları arasındaki direkt mesafenin uçulduğu varsayılır. Bu tez çalışmasında, Direkt Rota konsepti uygulamasının havacılıktaki farklı paydaşlar ve iklim değişikliği üzerindeki etkileri ve olası iyileştirmeleri analiz edilmektedir. Bu paydaşlar havayolları, yolcular, hava trafik kontrolörleri ve iklim olarak belirlenmiştir. Direkt rota konseptinin uygulanmasıyla bütün paydaşlar için xxi değerlendirme kriterlerinde değişiklik gözleneceği ve bu değişimin toplam etkisinin olumlu yönde olacağı tezi öne sürülmüştür. Öncelikle, ECAC bölgesi içerisinde yer alan karmaşıklık seviyesi yüksek bir havasahası seçilmiştir. Farklı çalışmalardan yola çıkarak, hava trafiğinin yoğunluğu ve çok katmanlılığı da göz önünde bulundurularak, EDUU bölgesi bu çalışma için örneklem olarak seçilmiştir. Ardından, Trajectory Generation Tool kullanılarak referans ve direkt rota uçuşlarının rota bilgileri oluşturulmuştur. Referans olarak, bölgede belli bir günde gerçekleşmiş uçuşların uçuş bilgisi EUROCONTROL tarafından sağlanan ALLFT+ verisiyle oluşturulmuştur. Direkt rota senaryosu içinse, giriş ve çıkış noktaları belirtilerek rotalar oluşturulmuştur. Daha sonra, farklı paydaşlar göz önünde bulundurularak temel performans göstergeleri belirlenmiştir. Havayolları, yolcular, hava trafik kontrol çalışanları ve iklim bu konudaki paydaşlar olarak göz önünde bulundurulmuştur. Bu hususta temel performans göstergeleri Hava Trafik Kontrolörü iş yükü, hareket sayısı, çakışma sayısı, rota uzunluğu, yakıt tüketimi, yolculuk süresi, operasyon masrafı ve sera gazı emisyonları olarak belirlenmiştir. Dünyanın yüzey sıcaklığında uzun vadedeki etkileri göz önünde bulundurularak CO2, NOx ve H2O gazlarının emisyonları bu çalışma kapsamında incelenmiştir. Referans ve direkt rotalar için performans göstergeleri kurulan modeller ile hesaplanmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Direkt rota uygulaması sonucunda, göstergeler göz önünde bulundurulduğunda bütün paydaşlar için bir iyileşme sağlandığı ve kapsamdaki gaz emisyonlarının da azaldığı gözlenmiştir. Bu tez çalışmasında Direkt Rota konseptinin havacılığın farklı paydaşları ve iklim değişikliği üzerinde sağlayabileceği olumlu değişiklikler bir yüksek karmaşıklıkta hava sahası üzerinden incelenmiştir. Çalışmanın, havacılıkta iklim amaçlı iyileştirmeler yolunda bir fayda sağlaması amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Global warming is an important phenomenon that is threatening the Earth and the living beings on it. It is affected by the human factors such as fossil fuels, exploitations of forests and livestock. Aviation industry has a part on producing the greenhouse gases causing the climate change. The industries contribution is around 5% to the global warming and it is expected to increase over time regarding its growth. Which is why many organizations are taking action to reduce and mitigate the effects of the aviation to earth temperature. Flightpath 2050 is a documentation for targets defined to reduce the aviation sector's contribution to the climate change. NextGen, SESAR can be counted as initiatives found for the aim. CLIMOP is a project that is coming up with operational improvements aiming to mitigate the climate effects of aviation. There are diverse studies and ideas focusing on reducing aviation's involvement in the long term and short term. While long term mitigations take time for implementation, short term improvements take an important role for reducing overall impact on the climate.Free Routing Airspace is one of the operational improvements that can be counted. Free Routing Airspace (FRA) is a concept introduced by SESAR as an operational improvement and it is defined as an airspace where the users can fly flexible routes with only entry and exit points defined. Evident option to choose in a FRA is the Direct Routes, where the direct path between the entry and exit points is followed by the aircraft. In this study the difference the Direct Route concept makes is assessed considering diverse stakeholders in aviation. Firstly, a high complexity airspace in the ECAC area is selected: EDUU controlled by DFS. It is observed that the air traffic is dense and complex in the area. It is selected as a demonstrative sample of flights to do the comparison. Second, baseline and direct route trajectories are generated using the Trajectory Generation Tool. For the baseline trajectories, ALLFT+ data from EUROCONTROL's DDR database is used and for the direct routes the trajectories are generated directly from the entry and exit points. Then, the different KPIs affecting multiple stakeholders in aviation are determined. The stakeholders are counted as the airlines, passengers, ATC officers and evidently the climate. The KPIs are defined as ATCo workload, number of movements, number of conflicts, routing efficiency, fuel consumption, travel duration, direct operating cost and the greenhouse gas emissions. Emissions of CO2, NOx and H2O are taken into account for the study considering their long-term effects on the earth temperature. xix Once the KPIs are calculated using the models constructed for the baseline and direct route trajectories, the results are compared. It is seen that applying the direct route concept is beneficial for all stakeholders in aviation and it is also better for the climate effects of the industry. This thesis, assesses and compares the impact of the Direct Route application to a high- complexity air space and it demonstrates the improvements that are possible through the practice. It is hoped to serve as a guidance point following the path of optimizing for climate in aviation.
Benzer Tezler
- GR6J hidrolojik modelindeki artık yağış ayrıştırma sabitinin model kalibrasyonuna etkisi
Effect of residual rainfall separation constant on model calibration in the GR6J hydrological model
HALİL İBRAHİM DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL
- Modeling and fair slot assignment in elastic optical networks under dynamic traffic
Değişken trafikli esnek optik ağlarda modelleme ve adil slot atama
NASIM RAVI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL YAYIMLI
- ATM şebekelerde trafik analizi ve güvenlik
Başlık çevirisi yok
HALİL AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNSEL DURUSOY
- Hücresel imalat sistemleri tasarımı ve uygulaması
Başlık çevirisi yok
ALAETTİN VARDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET TANYAŞ
- Türk sigorta sektöründe reasürans uygulamaları, karşılaşılan sorunlar ve çözüm yolları
Reinsurance practice in Turkish insurance sectör, main problems and solutions
ARZU TEMİMHAN (BAYER)