Gestion des flux de trafic

Le Jeudi 12 juillet 2018

La gestion des flux de trafic aérien (en anglais Air Traffic Flow Management, universellement abrégé en ATFM), ou régulation du trafic aérien, est la partie de la gestion du trafic aérien qui vise à éviter la saturation des aéroports et des secteurs de contrôles. Pour cela le trafic est régulé, c'est-à-dire que les vols doivent être annoncés à l'avance et que leur heure de décollage est fixée par un organisme de régulation. Cette opération a pour effet de retarder certains décollages, mais diminue le risque d'attente en vol et donc améliore globalement la ponctualité.

Modernisation de la gestion de flux de trafic

DYNAMIC-ATFCM

La régulation dynamique du trafic aérien, un nouveau concept en service pour gérer la complexité du trafic et lisser la charge de travail des contrôleurs.

Dans un esprit de coopération et de travail en équipe, la DSNA est passée d’une méthodologie conventionnelle basée sur la gestion de la capacité via un comptage horaire des avions et des régulations pénalisantes inefficaces à des mesures techniques affinées éprouvées.

En vérifiant l’adéquation de la charge de travail instantanée du contrôleur avec la demande horaire, les régulateurs de trafic au sein des CRNA (FMP) ont acquis une grande expertise :

  • Evaluer la charge de travail du secteur de contrôle
  • Analyser les points « chauds »
  • Prendre des mesures pertinentes appelées STAM (mesures ATFCM à court terme) sur des vols individuels

Un seul objectif : diminuer la complexité du trafic et équilibrer la charge de travail du contrôleur.

En organisant de manière dynamique l’espace aérien pour satisfaire la distribution du trafic puis en supprimant la charge de travail excessive et en lissant le trafic à contrôler, ce processus dynamique permet d’augmenter la capacité tout en maintenant un haut niveau de sécurité et en améliorant directement l’efficacité du vol.

FAIR STREAM

La DSNA optimise la gestion des arrivées grâce à de nouveaux concepts opérationnels.

Respecter l’heure cible d’arrivée (TTA) des vols de démonstration effectués en 2013 ont montré que FAIR STREAM (FABEC ANSPs et AIRlines in SESAR TRIALS for ENHANCED Arrival Management) ouvre la voie à une meilleure prédictibilité conduisant à une gestion plus lisse des vols. Les pilotes, avec les équipements embarqués existants savent respecter une heure-cible d’arrivée.

Tous les acteurs étant informés de la TTA, dans un espace aérien saturé, l’efficacité du vol sur le réseau de routes sera améliorée.

Vidéo - Fair Stream

Afficher la version texte de la vidéo

Comprendre Fair Stream, un projet qui vise à réduire les délais d’attente à l’arrivée des avions sur les aéroports encombrés.

Concept XMAN

Concept XMAN

Afficher la version texte de l'infographie

Evaluation du concept XMAN pour les vols commerciaux à destination de l'aéroport d'Heathrow : stratégie de partage du délai entre les organismes de contrôle de Londres (Tour et Approche) et de Reims (En-route)
 

Avec le concept XMAN, les vols à destination d’un aéroport très fréquenté sont ralentis dès la phase de croisière, pour minimiser les attentes dans les basses couches. Pour les vols commerciaux en provenance du sud-est rejoignant Londres-Heathrow, en cas de délais à l’arrivée, les contrôleurs aériens du CRNA Est sont informés du délai à résorber pour chaque vol et de la vitesse à appliquer. Ils peuvent ainsi retarder un vol jusqu’à 3 minutes pendant la croisière. Une interface spécifique a été développée localement pour quatre positions de contrôle.

Ce service est rendu possible grâce à la coopération entre les différents organismes de contrôle. Ce projet concrétise aussi une coopération inter- FABs (FABEC et FAB UK/IRL) dans un contexte d’interopérabilité des systèmes de gestion du trafic aérien.

Les bénéfices réalisés sont significatifs en termes :

  • économique (carburant, moins de temps passé dans les circuits d’attente d’arrivée)
  • environnemental (moins de nuisances sonores au sol)
  • pour les compagnies aériennes, la mise en service de ce concept opérationnel ne nécessite aucun équipement supplémentaire.

La prédictibilité renforce la sécurité

Fournir à nos clients des solutions concrètes, tenant compte de l’efficacité des coûts et des vols, dans les phases pré tactiques et tactiques de leurs vols est une nécessité. C’est pour cette raison que la DSNA a développé un haut niveau d’expertise en matière d’analyse des flux de trafic et de capacité des secteurs.

Suivre le plan de vol déposé pour plus de sécurité

Des mesures pré tactiques sont décidées pour éviter que certains secteurs de contrôle ne reçoivent plus de vols que le nombre maximal pour assurer un service de contrôle en toute sécurité. Ce travail est basé sur le plan de vol déposé, fournit par les compagnies aériennes et accepté par le Network Manager à Bruxelles. Une brèche dans ce système peut conduire à un problème de capacité, une surcharge d’un secteur de contrôle et donc éventuellement à un problème de sécurité.

Suivre le plan
Crédits : Tous droits réservés - DGAC

Quand ces évènements sont analysés, on s’aperçoit que certains vols n’étaient pas au niveau croisière déposé, suivaient une route différente de celle initialement prévue ou bien encore avaient décollé après le créneau autorisé. Parce qu’ils ont un profil différent de celui qui était prévu, ces vols peuvent pénétrer des secteurs dans lesquels ils n’étaient pas attendus, occasionnant des dépassements de capacité et perturbant le schéma anticipé par les services de contrôle.

Les mesures de gestion de flux sont aussi mises en œuvre pour assurer un service efficace et ponctuel.

Assurer la meilleure prédictibilité des flux de trafic est également un moyen d’optimiser l’efficacité globale du réseau de routes en Europe en trouvant le bon équilibre entre demande et capacité.

Lorsque le profil volé est différent de celui déposé, les secteurs initialement prévus ne sont plus traversés et leur capacité est en général perdue pour les autres.

Notre objectif principal est d’aboutir à une compréhension collective des contraintes du réseau de routes

Ainsi, dans l’intérêt de tous, les règles de bonne conduite suivantes devraient être suivies :

  • Sauf pour raison de sécurité ou pour résoudre une difficulté opérationnelle majeure, les équipages devraient suivre le plan de vol déposé.
  • Avant d’accepter une quelconque modification du plan de vol, les contrôleurs aériens devraient évaluer les conséquences sur le réseau auprès de leur unité de régulation. Des solutions alternatives devraient être proposées quand elles sont disponibles.
  • Les contrôleurs ne devraient pas proposer de changements impactant le comptage horaire des avions, particulièrement dans les secteurs régulés.

Le “taux zéro”

Un “taux zéro” est une des mesures de gestion de flux possibles, utilisée lors d’évènements météorologiques non prévus perturbant fortement les opérations aériennes. Cela permet aux centres d’approche et d’en route de gérer les appareils en vol en toute sécurité et ce avant de considérer des taux de régulation adaptés permettant à de nouveaux avions de décoller.

Les avions en vol ne sont jamais concernés par le “taux zéro”. Le « taux zéro » ne veut pas dire que l’aéroport est fermé.
Il s’agit d’une mesure temporaire de précaution et de protection afin d’assurer la sécurité à la fois pour les équipages et les contrôleurs aériens dans des situations particulièrement inconfortables. En effet, les atterrissages et les décollages des avions reposent sur des minimas opérationnels. S’ils ne peuvent être réunis à temps, les équipages n’ont pas d’autres choix que d’annuler leur décollage, remettre les gaz s’ils sont en approche finale, rejoindre les circuits d’attente ou bien se dérouter s’ils n’ont pas d’estimée suffisamment précise de la reprise du service. Un équipage peut toujours voler la procédure en service jusqu’au MAPt (Missed Approach Point) et ce afin de mesurer les conditions de vols en temps réel.

Quand un taux zéro est appliqué aux arrivées, cela signifie que l’aéroport n’accepte plus les vols qui n’ont pas encore quitté leur terrain de provenance. Ce taux de régulation ne concerne que les vols des zones pour lesquels des mesures de gestion de flux s’appliquent (zones dites ATFM Air Traffic Flow Management ». Pour les vols dits “exemptés » de mesures de gestion du flux de trafic, une autre procédure est suivie.
Pour un aéroport, le taux zéro s’applique pour les départs et/ou les arrivées.

La mise en œuvre de cette mesure de gestion de flux est complétée par la diffusion d’un NOTAM vers l’ensemble de la communauté aéronautique afin qu’elle soit informée.

“Taux zéro” et procédure ATFM (Air Traffic Flow Management)
Lorsque des aéroports ne sont plus utilisables pour une période de plus d’une heure, un message FLS (Flight Suspension) est envoyé aux opérateurs aériens concernés. Cela suspend les vols des zones ATFCM qui ne pourront ainsi plus décoller vers cet aéroport. En retour, les opérateurs doivent envoyer un message FCM (Flight Confirmation Message) s’ils souhaitent maintenir leur vol. Par la suite, des messages SAM (Slot Allocation Message) ou SRM (Slot Revision Message) seront reçus pour leur permettre de décoller et parallèlement d’alimenter l’aéroport à nouveau dès que la période couverte par le « taux zéro » se termine. Si les opérateurs souhaitent se rendre vers une autre destination, ils doivent annuler leur plan de vol et en déposer un nouveau.

La DSNA s’assurera que toutes les mesures de gestion de flux sont coordonnées avec l’exploitant aéroportuaire afin d’assurer l’efficacité de la planification et de l’utilisation de l’aéroport. (CF European Commission Implementing Rule 255/2010)

Sélectionner des vols et éviter des dépassements de capacité

L’adhérence au plan de vol est un enjeu de taille

Le centre de contrôle en route de Reims a développé un outil permettant d’identifier les vols qui ne suivent pas le plan de vol qu’ils ont déposé. L’outil est aujourd’hui en cours d’évaluation opérationnelle depuis le 17 mars 2015. Cette évaluation en condition de trafic réelle permettra de mieux définir les méthodes de travail.

Historique

Le trafic a augmenté de manière significative lors des trois dernières saisons estivales et plus particulièrement pendant certaines périodes horaires très demandées. Afin de pouvoir répondre à la demande de trafic, il faut dorénavant connaitre la distribution des avions et leur nombre très précisément.
Entre 2 et 3 heures avant l’arrivée des vols dans le secteur, la stratégie mise en place dans les salles de contrôle repose sur ces mesures. Il est donc notamment important que les niveaux de croisière effectivement utilisés correspondent à ceux planifiés afin que l’offre de capacité des secteurs de contrôle ne soit pas gâchée.

Un nouvel outil d’aide à la gestion des flux de trafic aérien

Cet outil permet à l’unité de gestion des flux de trafic du centre en route de Reims de détecter d’un seul coup d’œil les vols qui pourraient pénétrer dans un secteur de contrôle où ils n’avaient pas était prévus initialement. Le contrôleur aérien connaît ainsi les secteurs et vols concernés. L’outil permet d’identifier le vol candidat auquel appliquer une solution de gestion de flux et de capacité.
Cet outil contribue à ce que les contrôleurs puissent :

  • donner des instructions pour équilibrer demande et capacité,
  • garantir aux opérateurs aériens que la capacité des secteurs est pleinement utilisable et utilisée.

L’horizon de détection des vols « non conformes à leur plan de vol » s’étend de 1 à 10 heures, mais l’outil est plus systématiquement utilisé entre 3h et 15 minutes avant l’entrée prévue dans le secteur concerné. Si une pointe de trafic est détectée, le système donne accès à une liste de vols candidats à des mesures tactiques de gestion de flux et de capacité sur le secteur concerné. Le contrôleur sur position donnera ensuite instruction au vol sélectionné de suivre le plan de vol que les opérations de sa compagnie ont déposé. Ce vol n’entrera donc pas dans le secteur en question et une surcharge de trafic sera ainsi évitée. Le suivi des profils des vols est facilité si leur identification a lieu au moins 15 minutes avant leur entrée dans le secteur. Cela assure en outre l’anticipation nécessaire pour que les instructions permettant de rejoindre la route du plan de vol déposé puissent être coordonnées avec les autres centres de contrôle.

L’adhérence absolue au plan de vol n’est pas possible. En effet, les niveaux de vol déposés ne peuvent pas toujours être donnés car les conditions opérationnelles du moment et la disponibilité temps réel dans les espaces aériens sont constamment prises en compte. Des perturbations ou des situations inhabituelles peuvent aussi être rencontrées, rendant impossible l’adhérence systématique à la route ou au niveau de croisière prévu avant le décollage.

Avec ce nouvel outil, l’objectif visé n’est pas de réduire la flexibilité dans nos espaces, mais d’aboutir à une meilleure prédictibilité du trafic lorsque la demande est au plus fort et la sécurité en question.

Le “Collaborative Advanced Planning” de la DSNA

CAP – Améliorer la ponctualité des vols par une meilleure utilisation de l’espace aérien.

Le CAP consiste en des mesures pré-tactiques de plafonnement appliquées à une sélection de vols. Ces mesures sont prises en pleine collaboration avec les compagnies aériennes participantes. Les résultats sont une meilleure prédictibilité de la demande de trafic et moins de recours au dépôt de régulations sur les secteurs de contrôle les plus chargés. Ce processus est essentiel pour répartir correctement la demande en tactique entre toutes les couches disponibles de ces secteurs.
Pour la première fois en 2017, le CAP impliquera l'aviation d'affaire sur les flux de trafic allant du sud de l'Europe et de la Méditerranée vers le Royaume-Uni (BRY-CLM). Pendant la saison hivernale, l’aviation d’affaire représente un nombre significatif de vols sur ce flux particulier.


Crédits : Crédits : DSNA - All rights reserved

Les scénarios de gestion des flux de trafic et de la capacité

(scénarios ATFCM – Air Traffic Flow and Capacity Management)

Les scénarios ATFCM sont mis en place pour trouver des solutions à court terme aux phénomènes de congestion du trafic aérien sur certains secteurs pendant les périodes les plus chargées de l'année (saison de ski, vacances, événements sportifs). Ils permettent également d’offrir aux compagnies aériennes des solutions de contournement en cas de disponibilité limitée de parties de l’espace aérien.
Les scénarios sont pour la plupart des scénarios en niveau de vol visant à répartir le trafic entre les différentes couches d’un secteur de contrôle et éviter la mise en œuvre d'une régulation. En termes de service rendu et pendant les heures de pointe, ils offrent aux compagnies aériennes un compromis entre ponctualité et efficacité environnementale.

Cependant pour les secteurs devenant de véritables goulots d’étranglement, des scenarios obligatoires doivent être mis en œuvre. La demande est en effet trop forte et pourrait aboutir à d’importante surcharge de trafic mettant en jeu la sécurité des vols.

Secteurs R du CRNA Est de Reims

Secteurs R du CRNA Est de Reims

Afficher la version texte de l'infographie

A l’été 2016, pour les secteurs R du CRNA Est de Reims, les compagnies aériennes impactées par la mise en œuvre de scénarii obligatoires appliqués à certains flux (couple terrains de départ/destinations) ont vu le délai pour raison « capacité ATC » réduit de 60% par rapport à l’année 2015.

La définition des scénarios à appliquer lors des différentes saisons aéronautiques est décidée en réunions dites « Axis meeting ». Elles impliquent toutes les unités gestion du trafic aérien de la DSNA (Flight Management Position – FMP), les PSNA (Prestataires des Services de la Navigation Aérienne) adjacents, les compagnies aériennes et le Network Manager à Eurocontrol.

Ces réunions « Axis » consistent en des rencontres 3 mois avant le début de la saison pour discuter et convenir des solutions ATFCM les plus efficaces à mettre en place durant les périodes les plus chargées de la saison (scénarios, restrictions RAD, city-pairs, etc.)

Pour le reste du processus:

  • analyse pré-tactique pour mettre à jour l'état de la demande et la disponibilité du réseau de route au vu de l'activité militaire programmée. L'objectif est d'affiner les mesures en cas de potentielle surcharge détectée sur un secteur de contrôle donné.
  • le suivi tactique et la résolution de problèmes par les FMP des 5 CRNA de la DSNA, en étroite coordination avec le Network Manager pour suggérer des options en cas de perturbations significatives du réseau.

MAC, le plan de la DSNA de gestion des flux de trafic pour préparer l’été

Pour gérer les flux de trafic les plus chargés des étés aéronautiques d'une manière cohérente et collaborative avec ses clients et partenaires, la DSNA a lancé le projet MAC. Le projet MAC est un ensemble de solutions court terme de gestion des flux de trafic et de la capacité (ATFCM) pour mieux répondre aux plus fortes pointes de la saison estivale, le besoin de la mise en œuvre d’une régulation du trafic et de ses retards induits devenant ainsi la solution ultime.
Nous vous avons préparé des « Operating Control Centre (OCC) Briefing » détaillant toutes les solutions du plan DSNA MAC 2018 (à télécharger à la suite de ce paragraphe).

Le projet est itératif et garantit que les leçons tirées des plans précédents sont prises en compte dans les suivants.

Téléchargez la brochure d'information MAC 2018 ci-dessous.

MAC signifie Mesures ATFCM collaboratives.
ATFCM se réfère à l’acronyme : Air Traffic Flow and Capacity Management et désigne la gestion des flux de trafic et de la capacité des espaces aériens.

Sécurité des vols en question avec des plans de vols inhabituels et/ou atypiques

Un plan de vol est un contrat passé entre les services du contrôle aérien (ATC – Air Traffic Control) et les compagnies aériennes afin de partager la même vision de la trajectoire d’un vol dans un espace considéré. Lorsque ce contrat devient anormal et/ou non standard en comparaison avec les routes habituellement déposées pour une même destination, la gestion du trafic aérien (ATM) est inutilement perturbée d’autant plus que les équipages ont rarement connaissance de ces profils de vol inhabituels et donc en temps réel ne les volent pratiquement jamais. Un échange de bonnes pratiques doit être mis en place pour éradiquer cette planification inhabituelle / atypique, en particulier alors que les journées les plus chargées de l’été s’annoncent.

Le « best-off » des routes déposées inhabituelles/atypiques

Quand des cas concrets expliquent mieux la problématique que de longs discours
Notez que des itinéraires plus efficaces et plus directs auraient pu être déposés sans difficultés de codage de restrictions de route par les CFSP (Computorised Flight plan Service Provider).

Routes beaucoup plus longues


Crédits : Tous droits réservés - DGAC

Vol de Genève à Rome. La trajectoire en bleu est la route déposée, la trajectoire jaune celle habituellement planifiée. La différence est de 280 NM supplémentaire !

Pour les exemples suivants, la ligne en bleu correspond au niveau de vol déposé au plan de vol, la ligne banche correspond au niveau de vol réellement vole.

Niveau de vol demandé anormalement bas


Crédits : Tous droits réservés - DGAC

Crédits : Tous droits réservés - DGAC

Virage dangereux


Crédits : Tous droits réservés - DGAC

Plan de vol dit “YO-YO”


Crédits : Tous droits réservés - DGAC

Agir contre la planification atypique et inhabituelle

Comme ces plans de vol ne sont pas cohérents avec la gestion du trafic aérien en temps réel car difficilement compatibles avec les flux habituels, les équipages ne les volent peu sinon pas. Il est dangereux pour l'ATC de gérer de tels profils déposés dans des espaces aériens déjà très chargés. Les plans de vol seront donc amendés en temps réel pour assurer les coordinations systèmes entre centres de contrôle. Cela induit une charge de travail supplémentaire et une prédictibilité dégradée des courbes de charge. La capacité des espaces en route est donc compromise. Pour éviter la mise en place de solutions trop réactives (par exemple, la mise en œuvre de restrictions RAD (Route Availability Document) qui tendent à rendre la planification des vols encore plus complexe), nous devons prendre des mesures ensemble.

La DSNA a préparé un document à but pédagogique pour éveiller la conscience de la situation des compagnies aériennes et des équipages sur les effets induits par ce type de planification sur la gestion globale du trafic. Nous avons besoin de l'aide de la communauté aérienne et des CFSP (Computorised Flight plan Service Provider) pour éradiquer ces plans de vols inhabituels/atypiques.

Les FMP (unité de gestion des flux de trafic) des 5 centres en route de la DSNA sont là pour aider les opérateurs dans le traitement des erreurs de planification lors de la phase dite post-ops. Cependant, les compagnies aériennes et les équipages doivent aussi avoir une meilleure conscience des plans de vol déposés qu'ils sont amenés à voler. Le plan de vol devrait refléter la trajectoire de vol que le CCO (centre de contrôle des opérations) et les équipages souhaitent utiliser.


Crédits : Tous droits réservés - DGAC

Les problématiques en jeu du centre en route d’Aix-en-Provence