ORGANISATION EUROPEENNE POUR LA

ORGANISATION EUROPEENNE
POUR LA SECURITE DE LA NAVIGATION AERIENNE
EUROCONTROL
CENTRE EXPERIMENTAL EUROCONTROL
EUROCONTROL
SIMULATION MODELE ESPACE
DE PARIS OUEST
RESUME DU
RAPPORT CEE N° 278
TÂCHE CEE AF40
TÂCHE EATCHIP ASM.ET1.ST02
Approuvé pour publication par
Directeur du CEE
Edité : Novembre 1994
Les informations contenues dans ce document sont la propriété de l' Agence EUROCONTROL et
aucune reproduction même partielle ne peut être faite sans l'autorisation de l'Agence. Elles ne
représentent pas nécessairement la politique officielle de l'Agence.
REPORT DOCUMENTATION PAGE
m
Reference
EEC Report N 278
Executive Summary
Security Classification
Unclassified
Originator
Originator (Corporate author) Name/Location
EEC Division B1
EUROCONTROL Experimental Centre
BP15
91222 Brétigny-sur-Orge CEDEX
FRANCE
Telephone : (1) 69 88 75 00
Sponsor
Sponsor (Contract Authority) Name/Location
Operations Directorate
EUROCONTROL Agency
Rue de la Fusée, 96
B-1130 BRUXELLES
Telephone : (2) 729 35 11
TITLE :
AIRSPACE MODEL SIMULATION OF PARIS OUEST
Authors
M. DALICHAMPT
EATCHIP Task
Specification
ASM.ET1.ST02
Date
Pages
v+V
11/94
EEC Task No.
AF40
Figs.
6
+4 maps
Ref.
Task No. Sponsor
Appendices
2
Period
April 93/May 94
Distribution Statement
(a) Controlled by : Head of Division B1
(b) Special Limitations (if any) :
(c) Sent to NTIS : No
Descriptors (keywords)
Airspace Model Simulation - PARIS ACC/UAC - TORPAL - ERVO - Radar Controller
Abstract :
This report describes a simulation conducted with the Airspace Model of a part of the airspace
controlled by PARIS ACC/UAC. Several sectorisation plans and attached rerouteings were examined
to find a solution to the volume of traffic forecasted for 1995 and 2000.
Rapport CEE N°278
Tâche CEE AF40
Tâche EATCHIP ASM.ET1.ST02
Edité : Novembre 1994
SIMULATION MODELE ESPACE
DE PARIS OUEST
par
M. Dalichampt
RESUME
1. INTRODUCTION
Ce document est le sommaire d'un rapport décrivant une simulation de la partie ouest de l'espace du
centre de contrôle de PARIS, réalisée à l'aide du Modèle Espace EUROCONTROL, à la demande du
Service du Contrôle du Trafic Aérien (SCTA). Cette tâche a été enregistrée dans le programme de
travail du Centre Expérimental sous le numéro AF40. Le rapport, comprenant une description
complète des objectifs de la simulation, les analyses des différentes organisations et les principaux
résultats, peut être obtenu au Centre Expérimental sous-division B1.3.
2. OBJECTIFS DE L'ETUDE
Le SCTA et le CRNA-N (Centre Régional de la Navigation Aérienne-Nord) avaient fixé à cette étude
le double objectif suivant :
- à court terme, une étude de faisabilité de la phase 2 des projets ERVO (Extension de Reims Vers
l'Ouest) et TORPAL (Transfert de l'Ouest de la Région Parisienne d'Athis-Mons à Loperhet), qui
consistait à transférer aux centres de REIMS et de BREST la partie des secteurs UZ, UK et UX audessus d'un niveau de vol de l'ordre de 285, à préciser.
- à moyen terme, de l'ordre de 5 ans, l'adaptation de la capacité à l'augmentation prévisible de la
demande de trafic ainsi que l'amélioration de la desserte de la TMA Paris, grâce à une ségrégation
du trafic, entre arrivées, départs et survols, d'une part et par aéroport d'autre part.
3. DESCRIPTION DES EXERCICES SIMULES
L'étude a été divisée en deux parties correspondant aux deux objectifs définis plus haut. Dans la
première partie, chacune des organisations décrites ci-dessous a été simulée avec les deux
échantillons de trafic, matin et après-midi. Pour la seconde partie, il a paru inutile de conserver
l'échantillon de l'après-midi afin de simuler un plus grand nombre d'organisations.
3.1 Organisations de la première partie
m Référence
Il s'agit de l'organisation de référence destinée à valider le Modèle, grâce à l'expérience de
cette organisation qu'ont les contrôleurs et à servir de base de comparaison pour les exercices
suivants.
En conséquence, ont été simulés la sectorisation et le réseau de routes en vigueur au mois de
Mai 1993, avec le trafic 1992, avec en particulier le dédoublement d'AMB (voir carte en
annexe 1) .
Les secteurs suivants ont été simulés : UZ, UK, UX, TP, TH, TW, ainsi que l'ouverture du
secteur FIR, LW = HT+WT (voir carte de simulation en annexe 1).
Les circuits d'attente de MERUE et d'EPR ont été simulés, ainsi que les circuits éloignés de
ROU et DPE d'une part, de CDN et NOJAN d'autre part.
m Organisation "chapeau UIR"
Cette organisation, qui a été jouée avec les volumes de trafic 1992 et 1995, se situe après la
phase 2 de TORPAL. Elle consiste à recouvrir les secteurs "T" (TP, TH, TW) au-dessus du
FL 245 d'un secteur unique "chapeau UIR" jusqu'au niveau de transfert à déterminer.
m Organisation "TORPAL Φ2"
Simulée également avec les échantillons 1992 et 1995, cette organisation, à l'inverse de la
précédente, soulageait les secteurs "T" par le bas, grâce au sous-secteurs WT, HT et PW
(sous le TP). Elle répondait ainsi mieux aux objectifs d'origine, d'autant qu'elle comprenait
également la création d'une "tranchée" de passage du trafic à destination de LFPG,
directement du secteur TW au secteur TP, sans interférer avec les départs dans le secteur
TH.
Cette organisation n'était pas parfaitement spécifiée au début de l'étude et la simulation,
parallèlement aux réflexions des groupes de travail du CRNA-N, a permis de préciser, en
plus du niveau haut, les niveaux intermédiaire et bas, ainsi que l'extension latérale à l'Ouest de
la tranchée (5NM de CHW-CLARA ou de ANG-LGL). Se posait également la question du
dégroupement éventuel du secteur FIR.
ii
L'intérêt du Modèle Espace utilisé davantage comme aide à la détermination d'une
sectorisation, et pas seulement comme outil de mesure, a été souligné à plusieurs reprises au
sein du Groupe de Travail.
3.2 Organisations de la deuxième partie
Dans la deuxième partie de l'étude les organisations ont été simulées avec les volumes de trafic
1995 et 2000.
m Organisation REZO1
L'appellation "REZO" (Restructuration de l'Espace de la Zone Ouest) provient du nom du
Groupe de Travail du CRNA-N qui a défini les spécifications de cette deuxième partie.
L'organisation TORPAL Φ2, avec échantillon 1995, à l'issue de la première partie, devait
servir ensuite de référence. Le processus de recherche parallèle dans différents groupes a en
fait conduit à une référence pour la 2ème partie un peu différente, REZO1.
m Organisation REZO2
L'organisation REZO2 se caractérise essentiellement par la création d'un 4ème circuit d'attente
pour LFPG à la place de EPR, le circuit pour LFPO étant déplacé vers Brétigny.
Cette organisation a été simulée de deux manières avec l'échantillon 1995 selon qu'il était
possible ou non d'avoir deux secteurs arrivées distintcs pour EPR (LFPG) et PY (LFPO),
hypothèses liées à l'avancement des négociations civiles-militaires sur une amputation
éventuelle des zones R88H et C9.
A l'horizon 2000, à l'évidence au vu des résultats, seule l'hypothèse à deux secteurs distintcs
était envisageable.
Dans les organisations REZO, les appellations des secteurs ont été complètement modifiées, afin
d'éviter toute confusion avec la sectorisation actuelle, ressemblante sous certains aspects mais
très différente, essentiellement sur le plan fonctionnel. Cette sectorisation est présentées sur les
cartes, en annexe 1 .
iii
4.
CONCLUSIONS GENERALES DE L'ETUDE
4.1 Présentation
A la demande du CRNA-N, l'étude "Simulation Modèle Espace de PARIS-OUEST" avait été
divisée en 2 parties dans le but de respecter l'échéance du début 1994 pour une simulation en
temps réel à l'ENAC, tout en permettant une étude à plus long terme, à l'horizon 2000.
Dans la première partie, le Modèle Espace a été utilisé, de façon plus importante qu'à l'habitude,
au moins pour les simulations françaises, dans la détermination d'une sectorisation et pas
seulement dans la mesure de projets déjà définis par ailleurs. Il s'agissait de la sectorisation à
mettre en place après la phase 2 des projets TORPAL et ERVO (Transfert de l'Ouest de la
Région Parisienne d'Athis-Mons à Loperhet et Extension de Reims Vers l'Ouest), consistant à
transférer aux CRNA Ouest et Est, au-dessus d'un niveau de l'ordre de 285, l'espace de ParisOuest.
La deuxième partie, à l'horizon 2000, avait pour objectif d'adapter la capacité de la partie Ouest
du centre de Paris à l'augmentation prévisible de la demande de trafic et d'améliorer la desserte
de la TMA Paris en diminuant, entre autres, l'interdépendance des secteurs terminaux.
4.2 Première partie
L'organisation de référence, comprenant les secteurs UZ, UK, UX et les secteurs terminaux TP,
TH et TW montre que, même avec le volume de trafic 1992 et tout en ouvrant le secteur LW,
d'ailleurs fort peu utile, certains contrôleurs radar sont lourdement chargés (voir annexe 2). Il
n'est donc pas question de leur ajouter, à fortiori à l'horizon 1995, la partie de l'espace supérieur
restant à Paris après les transferts aux CRNA O et E.
La solution consistant à former un secteur avec cet espace, dit "secteur chapeau UIR", a le
mérite de la simplicité et est viable en termes de charges de travail. Cette vérification faite et
compte-tenu des inconvénients opérationnels prévisibles que comporte cette organisation, des
solutions soulageant les secteurs terminaux "par le bas" ont été recherchées.
Ces organisations, que ce soit TORPAL Φ2 ou REZO1, introduisent un nouveau sous-secteur
sous le TP, crée une tranchée de passage direct au TP des vols à destination de LFPG et remonte
le niveau de coupure entre secteurs FIR et terminaux à FL 145. Grâce à toutes ces modifications,
ces sectorisations répondent à l'objectif de ségrégation du trafic. Elles sont meilleures, au plan de
la charge de travail, que les organisations actuelle et "chapeau UIR".
La sectorisation REZO1, en particulier, pourra donc être mise en service après les tranferts
d'espace si, du moins, ces conclusions sont confirmées par la simulation ENAC. Cependant, les
charges de travail des contrôleurs radar, trouvées pour 1995, ne donnent pas une espérance de
vie très importante à cette organisation, surtout si le développement prévu de l' aéroport Charles
de Gaulle se confirme.
iv
4.3
Deuxième partie
L'organisation REZO1, avec le trafic 1995, qui constituait la référence de cette 2ème partie de la
simulation, laissait donc prévoir, qu'à l'horizon 2000, des changements plus importants seraient
nécessaires. Un exercice de quantification a amplement confirmé cette conclusion puisque la
charge du contrôleur radar du secteur RW (arrivées LFPG) atteint 90%, sur les 3 heures de la
simulation (voir annexe 2).
L'organisation REZO2 se caractérise par la création d'un nouveau circuit d'attente au Sud-Ouest
pour LFPG. Sans une modification très importante des zones militaires, les 2 circuits Sud-Ouest,
pour LFPG et LFPO, devront être gérés par le même secteur. Cette solution, si elle soulage
effectivement le secteur RW, n'est déjà pas viable en 1995 en ce qui concerne le secteur OW
(arrivées Sud-Ouest).
La création de 2 secteurs arrivées Sud-Ouest, qui nécessite une amputation de la zone C9 pour
différencier les routes d'arrivées par aéroport, n'est pas envisageable d'ici 1995. Elle n'est pas non
plus nécessaire à cette date, l'organisation REZO1 étant alors aussi performante. Mais elle
devient indispensable à l'horizon 2000 avec la croissance prévisible du trafic de CdG (voir annexe
2).
4.4
Conclusions
La simulation Modèle Espace de PARIS-OUEST, étude AF40, a donc permis essentiellement de
définir 2 organisations dans cette région. La première ne modifie que la sectorisation, elle peut
donc être mise en service rapidement au moment des transferts d'espace, en 1995. La seconde,
qui nécessite des modifications très importantes de la stucture de l'espace aérien, en collaboration
avec les autorités militaires et avec Aéroports de Paris, permet de faire face, au moins
partiellement, à l'augmentation prévisible du trafic à l'horizon 2000 et particulièrement à
l'extension de l'aéroport Charles de Gaulle.
v
m
Executive Summary of EEC Report N 278
EEC Task AF40
EATCHIP Task ASM.ET1.ST02
Issued : November 1994
English version of the Executive Summary
AIRSPACE MODEL SIMULATION
OF PARIS-OUEST
by
M. Dalichampt
1.
INTRODUCTION
This document is the executive summary of a report describing an Airspace Model simulation
study of the Western Part of the Airspace under the control of the PARIS ACC/UAC. The
study was requested by the Service du Contrôle du Trafic Aérien (SCTA), responsible for the
provision of air traffic services and registered under the EEC work programme AF40. The
report including the complete description of the objectives of the study, the analysis of the
different organisations and the main findings of the simulation may be obtained from the
EUROCONTROL Experimental Centre Model-based Simulations Sub-Division B1.3.
2.
OBJECTIVES OF THE STUDY
The study was divided into 2 parts which corresponded to various objectives and dates as
defined by the PARIS Centre :
The first part was a short term study, for the year 1995, of the feasibility of the second phase
of the TORPAL (Transfert de l'Ouest de la Région Parisienne d'Athis-Mons à Loperhet) and
ERVO (Extension de Reims Vers l'Ouest) projects. Intermediate results of this study were
also used for the preparation of a real time simulation at ENAC (Ecole Nationale de l'Aviation
Civile), in 1994. In this part of the study, the Airspace Model was used not only to measure
plans already defined but also to design a sectorisation.
I
The second part of the simulation had longer term objectives, for the year 2000. The aim was
to increase the capacity of the Paris TMA by, on he one hand, separating arrival, departure
and overflying routes, and on the other, by separating the Paris airports traffic.
3.
DESCRIPTION OF THE STUDY
The study was divided into two parts which corresponded to the various objectives defined
above. In the first part, all of the organisations were simulated with both traffic samples,
morning and afternoon. In the second part, it was decided not to keep the afternoon sample,
because it was felt by the working group that more organisations could be simulated if only
one sample was used.
3.1
Organisations of the first part
m Reference
In order to test the validity of the Airspace Model, and to provide a yardstick for
comparing proposed organisations, a reference organisation was simulated.
Therefore, the current sectorisation and the route network (in May 1993), including the
"AMB bypass" (see map in annex 1), with the 1992 traffic samples, were simulated.
This organisations contained the following sectors : UZ, UK, UX, TP, TH, TW and the
FIR sector, LW = HT+WT (see simulation map in appendix 1).
The MERUE and EPR holding stacks were simulated as well as the en-route stacks of
ROU and DPE, on the one hand, and CDN and NOJAN, on the other.
m "UIR sector" organisation
This organisation, which was run with both 1992 and 1995 traffic samples, was planned
for 1995, following the TORPAL phase 2 transfers. It consisted of a single upper sector
overlying the terminal sectors (TP, TH and TW) up to the division flight level.
m Organisation "TORPAL Φ2"
Also simulated with the 1992 and 1995 traffic samples, this organisation, as opposed to
the previous one, aimed at reducing the loadings of the terminal sectors by introducing low
sub-sectors WT, HT and PW (under TP). Therefore, it satisfied the objectives of traffic
flows separation. In addition, a direct tunnel to TP was created for traffic inbound to
LFPG, avoiding the departure sector TH.
II
This organisation was not fully defined at the begining of the study and the simulation, in
parallel with working groups of the CRNA-N, helped to determine both the high division
flight level as well as the intermediate and low division levels. The Model was also used to
define the lateral extension of the tunnel (5NM of CHW-CLARA or ANG-LGL) and the
best split of the FIR sector.
The Working Group emphasised that the model should be used not only to measure
proposed plans but also as a tool to help sector design.
3.2
Organisations of the second part
In the second part of the study all of the organisations were simulated with 1995 and 2000
samples (morning only).
m Organisation REZO1
The name REZO (Restructuration de l'Espace de la Zone Ouest) comes from the name of
the Working Group of the CRNA-N, which defined the specifications of the second part
of the study.
The organisation TORPAL Φ2, with the 1995 sample, was planned to be the reference for
the second part. The parallel research process in various groups led to a slightly different
reference, REZO1.
m Organisation REZO2
The main characteristic of the organisation REZO2 was the creation of a fourth holding
stack for LFPG at EPR, the stack for LFPO being moved to the vicinity of Brétigny.
This organisation was simulated using 1995 traffic, with either one or two sectors for
traffic inbound to EPR (LFPG) and PY (LFPO) - assumptions linked to the status of the
civil-military negotiations on a partial reduction of the R88H and C9 zones.
For the year 2000, the results showed that only the organisation with two different sectors
was possible.
In all the organisations REZO, the names of the sectors were changed to avoid confusion
with the current sectorisation, similar in certain aspects but very different from the functional
point of view.
This sectorisation is presented on the maps contained in annex 1.
III
4.
CONCLUSIONS
4.1
Introduction
The "Airspace Model Simulation of Paris-Ouest" study was divided into two parts, in order
to meet the target date of early 1994 for a real time simulation at ENAC and to allow, also, a
longer term study for the year 2000.
In the first part, the Model was used more to help find an organisation rather than to measure
the effects of fully specified projects. This organisation was the sectorisation to be
implemented following the phase 2 of the ERVO and TORPAL projects, which consists in
the transfer of airspace from Paris to Reims and Brest centres.
The aim of the second part of the simulation was to increase the capacity in order to handle
forecast 2000 traffic, by separating the various types of traffic in this area.
4.2
Results of the first part (see annex 2)
The simulation of the reference organisation, with UZ, UK, UX sectors and the terminal
sectors TP, TH and TW, showed that, even with 1992 traffic and the opening of the LW low
sector, some terminal radar controllers were heavily loaded. Therefore, it will not be possible
to add to these sectors the remaining part of the upper airspace following the transfer to
Reims and Brest, especially with 1995 traffic.
A new single sector, overlying all of the simulated area above flight level 245, was tested and
gave good results in terms of controller workloads. However, the dimensions of this sector
might lead to operational problems and this solution does not satisfy the objectives of traffic
separation in the Paris TMA, as mentioned in para. 1.
Two other organisations, very similar in themselves, TORPAL Φ2 and REZO1, introduced a
new sub-sector below TP, a direct tunnel to TP for traffic inbound to LFPG and a higher level
split between low and terminal sectors. The separation between arrival and departure routes
was insured and the workload distribution was better.
The organisation REZO1, which proved better than TORPAL Φ2, can be implemented
following the transfer of airspace. However, this solution can only be considered to be short
term, especially with the forecast increase in LFPG traffic.
4.3
Results of the second part (see annex 2)
An exercise was simulated with the organisation REZO1 and the 2000 traffic sample to
confirm the conclusion of the first part of the study. An increase in traffic of 23% in general
and 45% for LFPG airport, was forecast to occur between 1995 and 2000. It produced a
relative increase of 67% in the workload of the TP radar controller, which brought it far
above the excessive workload threshold.
IV
A new organisation was defined, REZO2, with a new holding stack for LFPG in the southwest of the Paris TMA. Without a very significant modification to the military areas, the two
south-western stacks for LFPO and LFPG are required to be controlled by the same sector,
as the inbound routes cannot be separated. This solution reduced the workload of the north
LFPG arrival sector, now called RW, but led to a very excessive workload for the south-west
(OW) radar controller, even with the 1995 traffic sample.
The split of sector OW into 2 inbound sectors, with the consecutive modification of the C9
area in order to separate the arrival routes between the two airports, will not be possible by
the year 1995. It is not even necessary at this date, as the organisation REZO1 is better with
the 1995 LFPG traffic sample. This sectorisation becomes indispensable with the forecast
increase of the LFPG traffic for the year 2000.
4.4
Conclusions
The Airspace Model Simulation of PARIS-OUEST, AF40, led mainly to the definition of two
organisations in this area. The first organisation modifies only the sectorisation and, therefore,
can be easily implemented after the second phase of the transfer of airspace from Paris UAC
to Brest and Reims UAC's in 1995. The second organisation, which requires very significant
modifications in the structure of the airspace in collaboration with the military authorities and
Aéroports de Paris, will be able to handle the forecast traffic for the year 2000, including the
significant increase in traffic for LFPG, in spite of some heavy workloads.
V
ANNEXE 1
CARTES
Carte de simulation - sectorisation de référence
Dédoublement d'AMB
Sectorisation REZO, au-dessus de FL 145
Sectorisation REZO, en-dessous de FL 145
ANNEXE 2
RESULTATS - ECHANTILLON DU MATIN
-
Répartition du trafic
-
Charges de travail des contrôleurs radar
pour les exercices :
REFERENCE 1992
REZO1 - 1995 et 2000
REZO2 - 1995 et 2000
REPARTITION DU TRAFIC PAR SECTEUR
ORG. REFERENCE - MATIN 1992
AAA
AAA en
AAA
NOMBRE DE VOLS
100
freq.
sans ctc R/T
80
18
60
84
40
74
70
58
20
58
37
0
UZ
UK
UX
TP
TH
TW
SECTEURS
POURCENTAGE DE CHARGE DE
TRAVAIL
CHARGE DE TRAVAIL DU CONTROLEUR RADAR
SUR L'ENSEMBLE DE LA SIMULATION (3 H.)
ORG. REFERENCE - MATIN 1992
100
80
60
40
0
51
41
20
20
11
UZ
UK
47
31
UX
TP
SECTEURS
TH
TW
REPARTITION DU TRAFIC PAR SECTEUR
MATIN - REZO1
1995
2000
80
60
91
66
46
20
58
62
72
33
40
43
LU
40
LN
NOMBRE DE VOLS
100
53
LU
LN
OW
OW
DW
DW
RW
RW
0
SECTEURS
CHARGE DE TRAVAIL DU CONTROLEUR RADAR
SUR L'ENSEMBLE DE LA SIMULATION (3 H.)
MATIN - REZO1
1995
2000
80
60
90
54
48
16
21
16
22
LU
31
LU
23
57
LN
20
LN
40
OW
OW
DW
DW
RW
0
RW
NOMBRE DE VOLS
100
SECTEURS
REPARTITION DU TRAFIC PAR SECTEUR
MATIN - REZO2
1995
NOMBRE DE VOLS
100
2000
sans ctc
80
14
8
60
40
66
60
51
20
37
45
69
44
29
0
RW
RW
DW
DW
GW
GW
OW
OW
SECTEURS
1995
100
2000
80
60
40
56
51
18
23
DW
41
DW
20
60
34
18
SECTEURS
OW
OW
GW
GW
RW
0
RW
POURCENTAGE DE CHARGE DE
TRAVAIL
CHARGE DE TRAVAIL DU CONTROLEUR RADAR
SUR L'ENSEMBLE DE LA SIMULATION (3 H.)
MATIN - REZO2