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Cos’è e come funziona l’ATFCM

Network Manager Operations Center

L’Air Traffic Flow and Capacity Management è una complessa struttura con il compito di ottimizzare i flussi di traffico bilanciandoli sia con le capacità della gestione del traffico aereo che con quella delle infrastrutture fisiche. L’obiettivo principale è limitare i ritardi ed aumentare l’efficienza del sistema. Sia i settori di spazio aereo che gli aeroporti hanno delle specifiche capacità dichiarate in termini di massimi movimenti consentiti ogni ora. Oltre tali capacità, la gestione del traffico potrebbe comportare notevoli ritardi e le operazioni di volo potrebbero divenire critiche. In Europa il servizio di ATFCM è affidato ad Eurocontrol che analizza, pianifica e gestisce i flussi attraverso il Network Manager Operations Center (NMOC) ubicato a Bruxelles. Sono soggetti alle misure ATFCM tutti i traffici IFR ad eccezione dei voli SAR, di Capi di Stato, di evacuazione medica, antincendio, militari OAT e ulteriori voli specificatamente autorizzati dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri.

Le fasi ATFCM

I processi ATFCM sono continui, 365 giorni l’anno 24 ore su 24, ma immaginiamo di considerare un generico giorno “D”. L’ATFCM inizia con molto anticipo il proprio lavoro con l’obiettivo di programmare le attività da mettere in campo per assicurare un corretto flusso di traffico.

Una delle prime fasi è quella strategica. Si sviluppa da un anno prima (D-365) fino alla settimana prima delle operazioni di volo (D-7). Nella fase strategica il NMOC supporta i fornitori dei servizi della navigazione aerea (ANSP) nella predizione a lungo termine della capacità che i centri di controllo d’area (ACC) dovranno fornire. In questa fase inizia una continua raccolta di informazioni e dati per identificare le maggiori richieste di traffico. Ad esempio, un possibile output della fase strategica può essere la necessità di dover incrementare la capacità di traffico lungo una specifica direttrice per via di una previsione di traffico crescente verso una zona del mondo. In questo caso un ANSP può prevedere l’incremento dei settori ACC, oppure l’incremento di personale o una ristrutturazione dello spazio aereo o del sistema aeroviario. Nella fase strategica vengono anche definiti degli scenari operativi per anticipare specifici eventi che possono causare congestione come eventi sportivi, periodi di vacanze, esercitazioni militari, chiusure di spazi aerei o aeroporti per lavori o motivi di sicurezza.

La fase pretattica si sviluppa durante i 6 giorni precedenti (da D-6 a D-1). In questa fase il NMOC ha il compito di coordinare la definizione delle azioni da intraprendere il giorno D coinvolgendo tutti gli stakeholders. Definisce e comunica un piano di intervento chiamato “ATFCM Daily Plan”, pubblicato via ATFCM Notification Message (ANM) e Initial Network Plan (INP), in cui vengono indicate le misure previste per un’effettiva organizzazione delle risorse. A seguire è possibile visionare l’Initial Network Plan del 6 febbraio 2019 emesso il pomeriggio del giorno prima. Si può osservare come il documento contenga le previsioni di traffico della giornata, le criticità in termini di ridotte capacità o situazioni meteo avverse, le regolazioni, gli scenari e gli eventi previsti: 16 misure ATFCM pianificate, possibili ritardi nella nella TMA di London, Parigi, EDDM/DS, ENGM e LPPR per scarsa visibilità, regolazioni a LTBA e nei settori ACC di Karlsruhe e LHCC. Nella lista delle regolazioni e degli scenari ci sono i dettagli come orari e motivi. Ad esempio nel Catania, a causa dei lavori in corso sull’apron, possono essere previste delle regolazioni durante l’arco della giornata.

Il giorno stesso si sviluppa la fase tattica in cui vengono applicate le misure previste e si monitora la situazione in tempo reale. Le misure pianificate possono essere modificate per problematiche non previste come la mancanza di personale, fenomeni meteorologici, eventi speciali o limitazioni delle infrastrutture. In questa fase è necessario un costante coordinamento con le postazioni locali chiamate FMP (Flow Management Position). Le FMP sono presenti in ogni ACC e sono responsabili del monitoraggio e della comunicazione al NMOC delle configurazioni operative dei settori ACC (cioè della suddivisione prevista dell’area di competenza), dei taxi-time, delle piste in uso negli aeroporti e delle relative capacità.

L’ultima fase è quella post-operazioni (da D+1) in cui si analizza e si investiga sui processi operativi applicati.

La situazione del network europeo, le misure intraprese e le previsioni nelle diverse 4 fasi sono disponibili attraverso i canali ufficiali di Eurocontrol, in particolare nel Network Operations Portal (NOP): public.NM.eurocontrol.int/PUBPORTAL/


Le misure ATFCM

Quando viene identificato un sovraccarico di traffico (ovvero uno squilibrio tra domanda di traffico e capacità ATC dichiarata) possono essere intraprese diverse azioni al fine di scongiurare un congestionamento dello spazio aereo. Le ottimizzazioni della capacità possono consistere, ad esempio:

  • in una migliore gestione dei settori ACC (modificando configurazioni, numero di settori o accorpamenti/divisioni);
  • in un bilanciamento di partenze e arrivi;
  • nell’assegnazione di rerouting o limitazioni di rotta;
  • nell’assegnazione di specifici livelli di volo a flussi o traffici particolari.
Scenario RR3MEK

In fase pretattica il Network Manager (NM) e lo staff FMP possono avvalersi di scenari predefiniti per spostare flussi di traffico fuori da settori critici al fine di ridurre i ritardi ed evitare regolazioni. Gli scenari possono essere consigliati od obbligatori e sono classificati come: FL (level capping), RR (rerouting), AR (alternative routing) o EU (relativi a restrizioni RAD o chiusure). Ad esempio, lo scenario RR3MEK (in figura) è utilizzato durante le carenze di personale nell’ACC di Marsiglia. A causa della ridotta capacità, tale scenario impone ai traffici in partenza da LIMC, LIME, LIMF e LIML diretti a LIEO di evitare il settore francese EK e di passare per le rotte suggerite via ELB. In questo modo si scarica di traffico un preciso volume di spazio aereo che altrimenti avrebbe comportato un congestionamento ed eventuali ritardi.

Quando anche le ottimizzazioni non consentono il decongestionamento, vengono attivate misure di regolazione dei flussi in fase tattica. In particolare, il sistema che compara la richiesta di traffico con la capacità di un certo volume di spazio aereo è l’Enhanced Tactical Flow Management System. L’ETFMS acquisisce tutti i dati di un volo IFR a partire dalla presentazione del piano di volo (e quindi i relativi stimati di ingresso e uscita da ogni settore che attraversa) e li aggiorna costantemente. La misura ATFCM più comune è la regolazione di flusso mediante l’assegnazione di un CTOT (Calculated Take-Off Time), ovvero l’assegnazione di un orario in cui deve avvenire il decollo dall’aeroporto di partenza. La finestra temporale disponibile per il decollo va da 5 minuti prima del CTOT a 10 minuti dopo. Il rispetto di tale finestra, che solitamente rappresenta un ritardo, consente l’attraversamento del settore soggetto a regolazione ad un orario che ne assicura il decongestionamento. In sostanza le misure ATFCM distribuiscono i voli su un arco di tempo che consente di evitare picchi di traffico che altrimenti avrebbero sovraccaricato alcuni settori.

Esempio

Consideriamo il settore “Desk” in figura. Ipotizziamo che dalle 13 alle 14 l’ETFMS ha calcolato il sovraccarico del settore poichè il traffico previsto supera la capacità dichiarata. In tale situazione è quindi necessario emettere delle regolazioni di flusso. Per poter decongestionare il settore dalle 13 alle 14 è necessario spostare il sorvolo di alcuni traffici nelle ore successive. Per fare ciò vengono emessi dei messaggi denominati SAM (Slot Allocation Message) in cui viene indicato il CTOT assegnato ai traffici che subiranno la regolazione. Analizziamo la situazione di uno di questi traffici, ad esempio il volo AZA123 con EOBT (Estimated Off-Block Time) alle 11.25. Conoscendo il taxi-time dell’aeroporto di partenza che corrisponde a 10 minuti, l’ETFMS è in grado di calcolarsi l’orario di decollo pianificato (11.35) e, considerando 2 ore di volo, l’orario stimato di entrata nel settore “Desk” 13.35 (Estimated Time Over). Per poter garantire il decongestionamento, il NMOC ha calcolato che il traffico AZA123 deve entrare nel settore “Desk” alle 14.15 (Calculated Time Over). Di conseguenza, AZA123 deve essere soggetto ad un ritardo di 40 minuti e l’orario di decollo assegnato sarà pari a EOBT + taxi-time + 40 minuti: quindi CTOT 12.15. La torre di controllo dell’aeroporto di partenza riceverà il CTOT e autorizzerà il traffico alla messa in moto e al rullaggio in accordo ad esso. Il decollo dovrà avvenire tra le 12.05 e le 12.25. Nel caso in cui il traffico non decolli entro le 12.25 perderà la priorità acquisita nell’attraversare il settore “Desk” (poichè la logica nel NMOC è solitamente first come first served) e sarà soggetto a un nuovo slot.Nel caso in cui un traffico attraversi più settori sovraccarichi, il CTOT sarà calcolato prendendo in considerazione la regolazione più restrittiva, quindi assegnando il ritardo maggiore e assicurando il decongestionamento di tutti i settori che attraversa. Negli esempi precedenti abbiamo trattato il caso di un settore d’aerovia sovraccarico, ma analogamente anche l’aeroporto di destinazione può avere problemi di capacità, come nel caso di condizioni meteo avverse o lavori che riducono la capacità oraria dell’infrastruttura. In tal caso il compito del NMOC è quello di far arrivare un numero massimo di traffici ogni ora per garantire le necessarie condizioni di safety ed evitare ritardi o attese in volo. Inoltre, in condizioni di bassa visibilità, il NMOC può sospendere o ritardare automaticamente tutti i voli che non possono operare sotto la soglia RVR (Runway Visual Range) prevista. Anche il taxi-time può variare in base alla disponibilità delle infrastrutture: è infatti compito delle unità locali FMP aggiornare il NMOC sui tempi previsti per il rullaggio per poter assegnare correttamente gli slot.

Per evitare l’assegnazione di CTOT esistono altre misure ATFCM definite STAM (Short Term ATFCM Measures) come il Cherry-Pick o misure tattiche MDI (Minimum Departure Intervals) e MIT (Miles in Trail). Ad esempio, se il superamento della capacità di un settore è determinato da pochi traffici in più, può essere conveniente modificare la rotta ai traffici in eccedenza per evitare quel determinato settore (il cosiddetto cherry-picking) piuttosto che regolare tutti i traffici previsti in sorvolo. Tali misure sono solitamente attivabili su base locale da alcune FMP in coordinamento con il NMOC.

Attraverso il Network Operations Portal (NOP) è possibile controllare i settori sovraccarichi. In particolare, gli uffici operativi delle compagnie aeree hanno la possibilità di consultare il dettaglio delle regolazioni, decidere le migliori rotte per evitare ritardi ed interagire con il NMOC per ricevere proposte e fare richieste. Nei messaggi SAM che comunicano il CTOT sono infatti presenti le motivazioni per le quali il CTOT è stato assegnato.

Nell’esempio che segue è possibile leggere un messaggio SAM del volo RYR72EE da Bologna a Londra. Il CTOT assegnato è 05.42 (con taxi-time di 10 minuti) al fine di sorvolare il punto NATLI alle 06.30.

-ARCID RYR72EE
-IFPLID AA10184525
-ADEP LIPE
-ADES EGSS
-EOBD 190131
-EOBT 0520
-CTOT 0542
-REGUL E5EH31
-TTO -PTID NATLI -TO 0630 -FL F380
-TAXITIME 0010
-REGCAUSE CE 81

Il codice relativo alla causa del ritardo è CE 81 che corrisponde a: 
C: ATC capacity;
E: Enroute;
81: ATC restriction en-route or capacity.

La domanda che sorge spontanea da passeggero è: perché se il volo è già soggetto a del ritardo ci fanno comunque imbarcare e attendere a bordo? Perché i CTOT vengono assegnati a partire da due ore prima dell’EOBT ma possono essere soggetti a revisione attraverso un SRM (Slot Revision Message) o a cancellazione con un SLC (Slot Cancellation Message). Quindi è prassi comune preparare l’aeromobile alla partenza e chiedere l’invio di un REA (Ready Message). In questo modo si comunica al NMOC di essere già pronti a partire se ci dovessero essere miglioramenti. Si spera quindi in una possibile revisione o cancellazione dello slot.

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