• No results found

Capacity Constraints for Air Traffic Flow Development

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Capacity Constraints for Air Traffic Flow Development"

Copied!
65
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Department of Science and Technology Institutionen för teknik och naturvetenskap

Capacity Constraints for Air

Traffic Flow Development

Rebecca Petersen

(2)

Capacity Constraints for Air

Traffic Flow Development

Examensarbete utfört i Logistik

vid Tekniska högskolan vid

Linköpings universitet

Rebecca Petersen

Handledare Alan Kinene

Examinator Tobias Andersson Granberg

(3)

Detta dokument hålls tillgängligt på Internet – eller dess framtida ersättare –

under en längre tid från publiceringsdatum under förutsättning att inga

extra-ordinära omständigheter uppstår.

Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner,

skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat för

ickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrätten

vid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning av

dokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten,

säkerheten och tillgängligheten finns det lösningar av teknisk och administrativ

art.

Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman i

den omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovan

beskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådan

form eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litterära

eller konstnärliga anseende eller egenart.

För ytterligare information om Linköping University Electronic Press se

förlagets hemsida http://www.ep.liu.se/

Copyright

The publishers will keep this document online on the Internet - or its possible

replacement - for a considerable time from the date of publication barring

exceptional circumstances.

The online availability of the document implies a permanent permission for

anyone to read, to download, to print out single copies for your own use and to

use it unchanged for any non-commercial research and educational purpose.

Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other uses

of the document are conditional on the consent of the copyright owner. The

publisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity,

security and accessibility.

According to intellectual property law the author has the right to be

mentioned when his/her work is accessed as described above and to be protected

against infringement.

For additional information about the Linköping University Electronic Press

and its procedures for publication and for assurance of document integrity,

please refer to its WWW home page: http://www.ep.liu.se/

(4)

SAMMANFATTNING 

 

 

Efterfrågan på flygtrafik ökar i snabbare takt än vad kapaciteten gör. Prognoser  visar att efterfrågan kommer att fortsätta att växa även i framtiden och så även  problemet  med  kapacitetsbrist.  Om  kapaciteten  inte  kan  matcha  efterfrågan  av  flygtrafik resulterar det i trängsel och förseningar. Det finns många faktorer som  begränsar kapaciteten både på airside och landside. Begränsningsfaktorer vid en  flygplats  kan  till  exempel  vara  rullbanans  kapacitet,  bullerrestriktioner  och  miljön  omkring  flygplatsen.  Även  aktörer  såsom  flygbolag,  marktjänstbolag,  ICAO och IATA både påverkar samt påverkas av den tillgängliga kapaciteten.   

Vid  planering  och  öppnande  av  nya  flygplatser  eller  vid  förändring  av  flygplatsers  placering  och/eller  storlek  måste  kravet  på  kapacitet  samt  den  befintliga  kapaciteten  undersökas.  Tidigare  studier  om  kapacitetsbegränsande  faktorer inom flygtrafik, har studerat olika begränsande faktorer, men det saknas  en helhetsbild. En sammanställning av flygtrafikbegränsningar skulle därför vara  ett värdefullt verktyg när kapacitetsbehovet ändras. 

 

Rapporten  syftar  till  att  identifiera  nyckelfaktorer  för  flygtrafikbegränsningar  och se hur de påverkar flygtrafiken. 

 

Rapporten  analyserar  och  rankar  olika  begränsningsfaktorer  i  förhållande  till  betydelsen som tidigare forskning har gett de olika faktorerna. Som komplement  till litteraturgranskningen intervjuades professionella flygplatsplanerare. 

 

Resultatet  från  litteraturgranskningen  samt  intervjuerna  visade  att  den  största  begränsningsfaktorn  för  flygtrafikkapacitet  är  rullbanan.  Rullbanan  var  också  den  faktor  som  mest  påverkades  av  samt  påverkade  andra  kapacitetsbegränsande  faktorer.  Tidigare  litteratur  ansåg  att  wake  vortex  var  den näst största begränsningen, medan intervjudeltagarna ansåg att  stands var  näst viktigast. 

 

Sammanfattningsvis  visade  rapporten  att  rullbanan  är  den  viktigaste  begränsningsfaktorn  för  flygkapacitet.  Rapporten  visade  också  att  olika  begränsningsfaktorer är nära kopplade till varandra. För att få en övergripande  förståelse  av  flygtrafikkapaciteten  måste  man  veta  vilka  de  kapacitetsbegränsande faktorerna är, men också förstå samspelet emellan dem. 

 

 

(5)

ABSTRACT 

In aviation, the demand for air traffic grows at a higher rate than the capacity. As  the demand is predicted to continue to grow also in the future, so is the problem  of  capacity  shortage.  If  the  capacity  cannot  match  the  demand,  it  will  result  in  congestion and delay. There are numerous factors that limit the capacity both on  airside  and  landside,  for  example  the  runway  capacity,  noise  restrictions,  the  environment surrounding the airport etc. Actors such as airlines, ground service  companies, ICAO and IATA also affect and are affected by the available capacity.  When planning opening of new airports or in case of changes in the location and  size  of  the  airports,  the  requirement  for,  as  well  as  the  currently  available  capacity must be examined. Previous studies regarding key limiting factors to air  traffic capacity, address different constraints, but lack a comprehensive view. A  compilation of air traffic constraints would therefore be a valuable tool in airport  planning when capacity demand changes.   The aim of this thesis was to identify key limiting factors and see how they affect  air traffic.   This thesis analyses the importance of different limiting factors in respect to the  level of significance to which previous research has acknowledged the different  constraints.  To  compliment  the  literature  review,  professionals  in  airport  planning were interviewed. 

The result from the literature review as well as the interviews showed that the  major limiting factor to air traffic capacity is the runway. The runway was also  the  factor  that  was  affecting  as  well  was  affected  by  other  limiting  factors.  Previous  literature  considered  wake  vortex  to  be  the  second  most  important  constraint  whereas  the  interviewees  considered  stands  to  be  the  runner  up  limiting factor. 

In conclusion, this thesis showed that the runway is the most important limiting  factor to air traffic capacity. The thesis also showed that different limiting factors  are  closely  linked  to  each  other.  For  an  overall  understanding  of  air  traffic  capacity  constraints  and  how  these  constraints  affect  air  traffic  flow,  it  is  essential to understand the interaction between the limiting factors.       Key words: Air traffic, limiting factors, capacity.     

 

 

(6)

PREFACE 

The thesis is an independent part related to the SAILAS project. The thesis work  deals with issues relevant to the SAILAS project's initial phase. The thesis may be  relevant for the continued work in SAILAS project.   SAILAS aims to produce a macro model that can be used to analyse the effects of  changes in the Swedish airport system. In the current situation there are models  available that analyse individual effects, but there are no overall general models  for use in macro analysis.  The thesis constitutes the final examination for the bachelor degree from the Air  Transport  and  Logistics  program  at  the  University  of  Linköping,  campus  Norrköping. The thesis work is conducted at ITN under the supervision of Alan  Kinene, PhD student, and examiner Tobias Andersson Granberg. 

 

Norrköping, March 2018  Rebecca Petersen 

 

 

(7)

ACKNOWLEDGEMENT 

I would like to thank the Department of Science and Technology (ITN), at  Linköping University for giving me the opportunity to perform my thesis work at  ITN.   I would like to sincerely thank my supervisor, Alan Kinene, at Linköping  University for his valuable feedback, good advice and continuous support  throughout the thesis work.   I would also like to express my gratitude the professionals at Swedavia Airports  Master planning and Swedavia airport planning for participating in the  interviews.  Finally, I would like to thank my examiner Tobias Andersson Granberg, for giving  me the idea to the thesis and for his valuable comments that has contributed to  improve the report.  Norrköping, March 2018  Rebecca Petersen       

(8)

Table of content 

GLOSSARY  viii  1. INTRODUCTION  1.1   Background  1  1.2   Problem formulation  3  1.3   Aim  4  1.4   Research questions  4  1.5   Delimitation  4  1.6   Outline  4  2. METHODOLOGY  3. THEORETICAL FRAMEWORK  3.1   Logistics  9  3.2   Transport and aviation  9  3.2.1 Movements  10  3.2.2 Airside  10  3.2.3 Landside  10  3.2.4 Airspace and Terminal Airspace  10  4. LITERATURE REVIEW  11  4.1 Introduction to the literature review  11  4.2 Runway  14  4.3 Taxiway  16  4.4 Wake vortex  18  4.5 Apron  18  4.6 Ground handling/turn‐around  19  4.7 Airspace  20  4.8 ATC  21  4.9 Aircraft fleet mix in the air traffic flow  22  4.10 Environment  22  4.10.1 Emissions  23  4.10.2 Noise  23  4.11 Weather  24  4.12 Terminal facilities  25  4.12.1 Gate  26  4.12.2 Check‐in desks/baggage drop  27  4.12.3 Baggage handling  28  4.12.4 Security screening  29  5. INTERVIEWS  31  5.1 Interviewees  31  5.2 Interview answers  31  6. RESULTS  33  7. DISCUSSION  38  8. CONCLUSION  42  REFERENCES  43 

 

 

 

(9)

TABLE OF FIGURES 

 

Figure 1.  Prognosis  of  domestic  and  international  passengers  departing  from 

Swedish airports from 2016 – 2023.  

Figure 2.  Chart  of  how  different  divisions  and  components  in  aviation  are 

connected to each other by previous research. 

Figure 3.  Various types of runway configurations.  15 

Figure 4.  Types  of  exit  taxiways.  Right‐angle  exit  taxiway  with  an  intersection  angle  between  45°–90°  is  shown  in  (A)  and  90°  in  (B).  Rapid  exit  taxiway with an intersection angle between 25°–30° is shown in (C). 

17 

Figure 5.  Showing the ground‐handling activities.  20 

(10)

TABLE OF TABLES 

  Table 1.    The representation of the ranking tool used for the literature review.   

Table 2.  Forecast  of  airport  congestion  and  capacity  demand  for  five  large 

European airports. © European Union, 1995‐20171 12  Table 3  Hours per day that demand exceed capacity. © European Union, 1995‐ 20171 13  Table 4.  Interrelations between different limiting factors to air traffic capacity.  34 

Table 5.  Ranking  table  of  the  different  limiting  factors  extracted  from  the 

literature reviewed.  

35 

 

 

(11)

GLOSSARY 

Airside:  The  area  beyond  passport  and  customs  control  of  an  airport,  open  for  airport staff and passengers with valid boarding cards.2  

Airspace  sector:  Geographic  volumes  of  airspace,  i.e.  airspace  divided  into  air  traffic control sectors.3  ATC:  Air Traffic Control  ATM: Air Traffic Management.  Congestion: When demand exceeds the capacity congestion occurs.  Delay: Delay occurs when demand exceeds the capacity for terminal airspace or  runway approach paths.4 

En  route:  The  part  of  the  flight  from  the  end  of  the  take‐off  and  initial  climb  phase  to  the  commencement  of  the  approach  and  landing  phase  (Eurocontrol  definition).5  

Eurocontrol:  An  intergovernmental  organisation  with  41  member  states,  of  which all of the EU states are included.  The organisation work for the safety of  air  navigation  and  for  promoting  enhanced  cooperation  between  Member  States.6 

FAA: The Federal Aviation Administration that regulates civil aviation. It is a part  of the United States Department of Transportation. 

Fleet  or  Aircraft  fleet:  A  group  of  aircraft  of  the  same  or  varying  type  that  belonging to one operator/airline. 

Flow  and  traffic  flow:  The  quantity  passing  a  given  area  during  a  given  timeframe.  

Ground  handling:  The  service  provided  to  an  airplane  while  (parked)  on  the  ground. 

IATA: The International Air Transport Association, the trade association for the  world’s  airlines.  They  support  areas  of  aviation  activity  and  help  with  the  formulating of industry policy regarding critical aviation issues.7 

ICAO:  The  International  Civil  Aviation  Organization,  a  UN  specialized  agency  assigned  to  manage  the  administration  and  governance  of  the  Convention  on  International Civil Aviation.8 

Landside:  Landside  extends  from  the  curbside  of  the  terminal  to  passport  and  customs control.2  

LFV:  Civil  Aviation  Administration  (Luftfartsverket).  Provides  air  traffic  management and air navigation services.9 

(12)

Movements: A movement is either a take‐off or a landing of an aircraft. Number  of  movements  that  can  be  preformed  during  a  specific  unit  of  time  determines  the runway/airport capacity.10  

SKL:  The  Swedish  municipalities  and  county  councils  (Sveriges  Kommuner  och  Landsting)  an  employer  and  interest  organization  for  Sweden's  municipalities,  counties and regions.11 

Slot‐time:  The  timeslot  allocated  for  a  certain  flight  to  arrive  and  depart  from  the airport. 

Stands: Aircraft parking positions at the airport.  

State: A state is a nation or territory whit a politically organized community and  its  own  government.  There  are  currently  195  independent  states  in  the  world,  the UN's 193 member states, the Vatican and Taiwan.12 

Swedavia  Airports:  A  state‐owned  company.  They  own,  operate  and  develop  the national basic supply of airports.13 

Turn‐around: An aircraft’s turn‐around, or turn‐around time, is the time it takes  from the airplane’s arrival at the airports till it’s departure.14  

(13)

1. INTRODUCTION 

The demand for air traffic is growing, and this growth is predicted to continue in  the future. Yet the air traffic capacity is not growing at the same rate, and there  are numerous factors that limit the current capacity and its ability to grow.15,16 

There  are  several  challenges  regarding  the  practical  implementation  of  new  traffic flows, for example, new air traffic flows must be adapted to existing flows,  and  realized  with  regard  to  airspace  design  and  airport  capacity.  These 

challenges apply not only to air traffic, but also to other types of traffic such as  road traffic, which can for example experience increased travel time as one of the  affects. 

An important part of Sweden's political transport goal is a safe and efficient air 

traffic  that  caters  to  the  public’s  transportation  needs  and  the  accessibility  by  satisfying  demand17,18.  Prior  to  opening  new,  closing  or  relocating  airports  and 

flight routes, analysis (of how the present traffic flow as well as the availability of  required capacity will be affected) has to be performed. Furthermore, there are  many different parties involved in aviation, all of which influence and contribute  to the constraints of the air traffic flow capacity. Parties that may be significantly  affected  by  a  change  in  airport  location  are  e.g.  airlines,  residential  areas,  municipals, and environmental organizations. 

 

1.1   Background 

There  are  many  constraints  that  limit  the  air  traffic  capacity  at  airports.  Such  restrictions  include;  the  number  of  runways  available  at  an  airport,  runway  width  and  length,  the  direction  of  the  runways  relative  to  each  other,  noise  restrictions,  airspace  capacity,  the  airport's  location  and  its  surrounding  environment and buildings. 

Various  parties/actors  which  also  affect  and  are  affected  by  the  available  capacity  include  airlines,  ground  handling  companies,  ICAO8  and  IATA7  among 

others. 

In  Sweden,  domestic  flights  have  seen  a  stagnation  since  the  1990s  and  the  demand is predicted to remain at current levels in the future. When it comes to  international flights, from and to Sweden, there has been a steady growth over  the  years.  This  growth  is  predicted  to  continuously  increase.15 That  means  that 

the  demand  for  international  air  traffic  in  Sweden  is  growing,  the  same  can  be  said  for  air  traffic  as  a  whole.  Figure  1  is  showing  a  prognosis  of  domestic  and  international passengers predicted to depart from Swedish airports from 2016 –  2023  based  on  forecast  data  for  Swedish  air  traffic  by  the  Swedish  Transport  Agency (Transportstyrelsen).19,15,16 

(14)

 

Figure 1. Prognosis of domestic and international passengers departing from Swedish  airports from 2016 – 2023.  

 

The demand for good connectivity grows as travel for both business and leisure  increases.  Locating  airports  only  in  the  metropolitan  areas  is  not  sufficient,  especially  not  in  a  country  like  Sweden  where  main  international  airports  are  located  in  the  two  largest  cities,  Stockholm  and  Gothenburg.  These  cities  are  situated in the southern part and cater to a third of the country’s population. To  meet the demand for good connectivity, opening of new airports and/or routes  are  occasionally  done  through  transport  policies  even  though  they  may  not  be  commercially viable18 When referring to either airport or airspace capacity, it can mean several things.  Airport System Development20, refers to capacity as ‘the overall ability of an  airport to accommodate demand for service’. A commonly used definition of  capacity is the number of aircraft movements an airport can handle per unit of  time as well as rules and regulations, for example noise and environmental  restrictions21,22. Furthermore the airport capacity, movements per unit of time,  consists of several factors. These factors include air traffic controller capacity,  ground handling capacity, runway capacity and more. In this thesis, the capacity  is defined as mentioned above, which can be concluded as the overall ability to  transport passengers from one airport to another.  The definition of capacity can vary depending on what and how it is being  measured. Capacity can be measured in many different ways. For example; by  number of flights, number of aircraft on the runway, number of parking spots,  etc. Brooker and Majumdar, state in their studies that the best way to measure  0  4 000 000  8 000 000  12 000 000  16 000 000  20 000 000  24 000 000  2016  2017  2018  2019  2020  2021  2022  2023  Domestic  International  N u mb er  o f   de p ar ti n g  p asse n ge rs  Year 

(15)

based on air traffic complexity such as the dynamic density model, trajectory‐ based complexity models  or identifying complexity factors98. The method for  measuring the capacity is often determined by the reason for measuring. To be  able to compare the different constraints and their degree of limitation to the  capacity, a unified metric for measuring capacity needs to be formulated.  The flow of departing or arriving passengers is not often evenly spread over the  day  or  season,  hence  resulting  in  peak  hours/seasons  where  the  flow  is  far  higher  than  in  other  periods.  Peak  hours  can  occur  for  instance  when  several  busloads of departing tourists arrives at a small airport at the same time. Peak  season  can  be  the  summertime  at  airports  that  primarily  cater  to  vacation  destinations, which are less utilized during winter months. During peak hours or  seasons the demand to capacity ratio increases and it is crucial for the airports to  handle these fluctuations to avoid congestion and delays in several parts of the  airport20 If the demand is higher than the ability to fulfil it, i.e. if an airport has a lower  capacity compared to its demand, congestion would lead into delays especially if  the traffic flow is not well managed.21    1.2   Problem formulation 

The  thesis  examines  limiting  factors  of  air  transport  capacity,  as  well  as  the  different actors that influence these limitations in case of changes in the location  and size of the airports. As mentioned above, the restrictions may for example be  the  number  of  runways  at  an  airport,  runway  width  and  length,  as  well  as  the  runway  orientation,  noise  restrictions,  airspace  capacity,  and  the  airport's  location  (surrounding  environment  and  buildings).  Relevant  actors  include  airlines,  ground  handling  companies,  ICAO8,  IATA7,  among  others.  In  case  an 

airport  is  opened,  closed,  relocated  or  expanded,  not  only  should  the  need  for  transportation  be  examined,  but  also  the  currently  available  capacity  on  the  operational  airports  and  other  modes  of  transport.  As  airports  are  a  part  of  a  system  of  airports,  they  are  dependant  and  affected  by  the  capacity  on  other  airports.  

In  order  to  examine  the  available  capacity  and  how  it  can  be  increased,  it  is  necessary to know its limiting factors. For example, capacity can be increased if  the factor that limits the capacity the most is rectified. However, if the capacity  restrictions  cannot  be  rectified,  capacity  needs  to  be  acquired  by  other  means,  for  example  by  opening  new  or  expanding  existing  airports24,25.  An  example  is 

Bromma  Airport  that  is  expanding  to  meet  the  increased  demand  for  airport  service. To increase the capacity from 2,5 million to 3 million passengers a new  arrival lounge was opened in 201725,26. Bromma airport expects 200 000 more  passengers arriving 2017 compared to 2016.25 Arlanda airport is also expanding  by building a new runway, a new terminal and pier to increase the capacity. The  expansion further includes an airport city, Airport city Stockholm, and increased  road and railway connections to and from the airport. The expansion of Arlanda  airport is expected to be ready by 2040.  

(16)

1.3   Aim  The aim of the thesis is to identify the key factors that limit air traffic capacity  and how these factors affect air traffic.    1.4   Research questions  The research questions that are considered relevant and which form the basis of  the thesis report are  • What are the key factors limiting the capacity of air traffic?  • How do these capacity constraints affect air traffic flow?   These research questions have been chosen because they are considered to fulfil  the aim of the thesis work. 

The  focus  of  the  discussion  is  on  factors  that  limit  the  capacity  of air  traffic  on  airside, airspace and landside and on how the different limiting factors are linked  to each other.     1.5   Delimitation  The scope of this paper is limited to addressing the factors that limit capacity  development on airside, airspace and landside. Factors limiting capacity on  curbside are not addressed.     1.6   Outline 

The  rest  of  the  thesis  report  is  structured  as  follows;  first  the  methods  are  presented in Section 2 followed by the theoretical framework in section 3.  

In  section  4,  the  thesis  main  part  is  presented,  the  literature  review,  which  focuses on airside, i.e. area beyond passport and customs control of an airport,  and limiting factors to the airside capacity. A table in which the different limiting  factors are ranked based on the literature that is examined is also presented. In  section  5,  the  interview  summery  is  presented  followed  by  analysis  of  the  findings  in  section  6.  The  discussion  is  presented  in  section  7  and  lastly  in  section 8, the conclusions are presented.    

(17)

2. METHODOLOGY 

The  main  method  used  was  literature  review  and  it  was  supplemented,  supported  and  validated  with  data  gathered  through  interviews.  Previous  studies  regarding  capacity  constraints  and  key  limiting  factors  in  air  traffic,  address different constraints, but lack a comprehensive view. This brings a need  for a literature review, as presented in this thesis, compiling the limiting factors  of  air  traffic  capacity  and  how  they  affect  air  traffic  flow.  This  thesis  therefore  gathered  and  analysed  literature  from  previous  studies  and  examined  the  importance of the different limiting factors in respect to the level of significance  to  which  previous  research  has  acknowledged  the  different  constraints.  Interviews were used to compliment and bring further clarity and strength to the  analysis. A complete compilation of air traffic constraints could be a valuable tool  in airport planning when capacity demand changes.   In this thesis, literature review and semi‐structured interviews, which form the  research methodology, are qualitative methods. In qualitative research, validity  and reliability means that the tools, processes, and data used are adequate and  the  results  replicable.27  According  to  Flick29,  suitable  criteria  for  validity  and 

reliability  in  qualitative  research  are  transferability,  credibility,  dependability  and conformability28. By using different sources of data i.e. literature review and 

interviews,  the  credibility  is  increased.  By  methodically  documenting  data  and  analysis procedures, the dependability will increase as will the conformability by  discussing  possible  bias.  Transferability  will  be  achieved  by  a  thorough  description  of  research  context  details  making  the  findings  applicable  in  other  contexts.28, 29 

The literature review was conducted by a critical description, and compilation of  the research that had been done in the relevant research area. Findings about the  topic  in  previous  research  was  evaluated  and  compared  Their  differences  and  similarities were identified to form a basis for future research.30 

It was possible to use literature review since there exists previously conducted  studies  about  problems  and  limitations  of  air  traffic  capacity.  Furthermore,  different  study  areas  in  aviation  were  recognized  to  be  linked  to  each  other  as  shown  in  Figure  2.  By  combining  the  present  study  with  the  above  mentioned  findings, new insight into relations between the different research areas could be  achieved.  

(18)

 

  Figure 2. Chart of different divisions and components in aviation. 

 

The  method  used  for  the  literature  review  was  integrative  methodology.  The  integrative  study  design  allowed  analysis  and  extraction  of  relevant  data  from  several  sources  to  get  a  new  and  comprehensive  view  of  the  different  limiting  factors in air traffic flow. The method was suitable because the literature used in  this thesis was from different types of sources, mainly qualitative but to a minor  extent,  semi‐quantitative31, 32.  To  increase  rigour  of  the  review  and  avoid  bias, 

the  steps  in  the  review  work  had  to  be  clear  and  stringently  documented  according  to  the  chosen  procedure.31  The  problem  of  identifying  key  limiting 

factors to air traffic capacity was well defined. In addition, the different inclusion  and exclusion criteria were also well defined. 

The  inclusion  criteria  for  the  examined  literature  were  sources  that  were  peer  reviewed  and  published  in  scientific  journals  or  by  reliable  institutions  in  the  field  of  aviation  (for  example  ICAO,  Eurocontrol  and  Swedavia).  The  literature  examined also should concern air traffic capacity constraints.  

Table 1 presents the instrument used to rank of the limiting factors according to 

the degree of capacity limitation that the literature state them to have. 

The main database search was Unisearch through the LIU library, which covers  most of the LIU resources as well as Google search to include literature by other  media  like  web  pages.  Keywords  used  are  “air  traffic  capacity  constraints”,  “air  traffic  capacity  limitations”,  "airport  capacity  limitations",  and  "airspace  constraints".  Only  studies  that  had  a  degree  corresponding  to  major  or  minor  attached  to  the  capacity  limitation  were  included.  Literature  not  meeting  the  inclusion criteria was excluded.  Airside' Air(ield' Runways' Wake' vortex'

Taxiways' handling'Ground8'

Environ8 ment' ' Terminal' ' Terminal'' airspace'

Noise' Environ8'ment' Obstacles' Weather'

Weather' Wake'vortex' ATC'

Airspace'

Gates' handling'Baggage''

Landside' Terminal' Security'' check' Check8in'desks/ baggage'drop' 'Baggage'' handling'

(19)

Ranking of the different limiting factors extracted from the literature search was  performed to reflect which factors that were considered to be most important by  the research community in the field. The factors were ranked major, medium and  minor.  Synonyms  to  major  in  the  literature  were;  key  factor,  critical  factor,  crucial  factor,  main,  critical,  increasingly  prominent  and  primary.  Synonyms  to  minor were restrictive factor.  

Mapping  of  the  literature  was  performed  to  display,  visually  and  theoretically  (i.e. described in words), the importance of different limiting factors to air traffic  capacity and the linking between them. As part of the mapping, in addition to the  ranking matrix, a visual aid, a graph, was constructed to display the key limiting  factors  visually.  Table  1  shows  the  layout  of  the  instrument  used  to  rank  each  factor according to the degree of capacity limitation that each paper states them  to have. 

 

Table 1. The representation of the ranking tool used for the literature review   

Factor  Paper/author  Database  Source Level 

(primary/secondary) 

Ranking 

  Author X,  2017, ref.A  Database Z Primary  Major 

         

Factor x         

         

         

  Author Y, 2017, RefB  Database Q  Secondary  Minor 

          Factor y                                                  Factor z                                 

(20)

Interviews were used to complement the literature and hence cover the possible  gap between research and practice. 

Interviews  are  generally  divided  into  three  different  types.  These  are  unstructured, semi‐structured and structured. 

When  unstructured  interviews  are  being  used,  no  questions  are  prepared  beforehand  and  the  interview  is  conducted  in  an  informal  manner.  Semi‐ structured interviews have the interview questions prepared before the start of  the  interview,  and  all  respondents  can  answer  all  of  the  questions.  However,  additional  questions/follow‐up  questions  can  occur  during  the  interview  to  clarify  or  expand  certain  questions.  Structured  interviews  have  a  set  of  predetermined questions that all respondents answer in the same order and are  often questions that can be answered with short replies33.

 

 

There are both advantages and disadvantages of the different interview methods  hence  they  are  suitable  for  different  situations.  In  this  project,  semi‐structured  interviews  were  performed  as  it  allowed  a  framework,  i.e.  the  interview  questions,  around  the  issue  to  get  reasonably  consistent  interviews,  while  still  providing the flexibility to explore new topics that arise during the interview. It  also gave the respondent space to freely self‐develop their response.  

The  main  focus  lied  with  people  in  the  field  with  core  competence  and  a  role  within  the  relevant  organization.  Relevant  interview  persons  were  individuals  working  with  air  traffic  planning,  air  traffic  routing,  planning  and  capacity  for  airports, as well as at the aviation regulatory department.  

The questions were mainly determined by the literature review and were used  to  verify  and  supplement  the  findings  of  the  literature  review.   The  interviews  connect  the  research  part  and  the  application  part,  i.e.  what  literature and what research as well as professionals in the field say.  The interview questions were:  1.   How is the capacity of an airport measured, i.e. the metrics for measuring  capacity?  2.   What factors, regarding airside and landside, limit the air traffic capacity the  most?  3.   Why do you think these factors are the most limiting?  4.   How would you rank these factors (from minor to major) in regard to their  significance for limiting air traffic capacity?   The interviews were answered by e‐mail followed by telephone discussions.  In  the  literature,  several  models  as  well  as  research  on  the  topic  is  available.  Therefore, interviewing professionals with core competencies in the field could  provide  a  basis  for  comparison  between  what  literature  suggests  and  what  is 

(21)

3. THEORETICAL FRAMEWORK 

Several relevant theories for the research questions raised are presented in the  thesis framework. The thesis builds on previous research in relevant areas from  which significant theories are extracted. Research is subjected to change due to  new findings over time, while rules and regulations are more consistent. When  studying how and which constraints affect air traffic capacity, regulations have to  be  considered  and  combined  with  the  analysis  of  the  literature  review.  The  theoretical  framework  combines  widely  accepted  facts,  regulations,  previous  research as well as answers from the conducted interviews. Studies and projects  for  the  opening,  expanding  and  closing  airports,  both  past  and  current,  are  relevant. For example, the planned expansion of Landvetter Airport including the  surrounding area with new hotels and a new train connection demonstrate many  relevant limitations and problems for different traffic flows13.  

 

3.1   Logistics 

Logistics  as  a  concept  basically  means  to  plan  and  manage  the  flow  of  both  information and goods 34. Logistics from an airport perspective means to enable 

safe, efficient, comfortable and cost effective transport services.  

Airports, airlines, ground‐handling companies, among others, are the providers  of  transport  service  at  the  airport.  This  means  that  there  are  several  different  actors, all with their own objective working together under a tight schedule, to  make the flow of information, travellers and goods, optimal. Thus, the need for  logistics  is  crucial.  The  capacity  limiting  factors  restrict  the  traffic  flow  and  thereby the ability of actors to provide their service. 

 

3.2   Transport and aviation 

Countries  have  laws  and  regulations  that  control  air  traffic  and  air  travel.  In  Sweden, as in the rest of the EU, it is the Standardised European Rules of the Air  (SERA)  that  governs.  Additionally  to  SERA,  there  are  often  additional  national  rules  and  regulations.35  In  Sweden  these  are  the  aviation  act  and  aviation 

regulation36. 

Both SERA and the national rules restrict air traffic by the rules and procedures  they  enforce.  For  example  noise  restrictions  and  minimum  separation  limit  the  number of aircraft at a given airport. Therefore the rules and regulations have an  effect on the capacity and causes capacity constraints. 

To get a full understanding of the text in the literature review, some terms need  to  be  defined.  Presented  below  are  the  definitions  that  have  been  used  in  this  thesis. Further expressions are presented in the glossary at the beginning of the  report. 

(22)

3.2.1 Movements 

A movement is either a take‐off or a landing of an aircraft. Number of movements  that  can  be  performed  during  a  specific  unit  of  time  determines  the  runway/airport capacity10

 

3.2.2 Airside 

Airside is the area beyond passport and customs control of an airport, open for  airport  staff  and  passengers  with  valid  boarding  cards.  The  components  of  airside are simply the area where aircraft operate. It includes runways, taxiways,  the aprons and gate areas. Airside usually also include terminal area airspace2 At airside, the passengers board the aircraft and the aircraft are serviced before  take‐off2. Terminal area airspace is customary a part of the airside. This since the  approach and departure paths greatly affects the runway utilization2   3.2.3 Landside 

Landside  consists  of  the  area  accommodating  the  ground  transportation.  This  may include roadways and car parking areas that help airport users access the  airport2

Landside  extends  from  the  curbside  of  the  terminal  to  passport  and  customs  control2

 

3.2.4 Airspace and Terminal Airspace 

Airspace is a region of the atmosphere available for aircraft to fly in and terminal  airspace  is  the  airspace  that  surrounds  an  airport  and  has  air  traffic  services  provided37.  The  design  of  the  terminal  area  airspace  must  consider  ground 

constraints, obstacles and built terrain as well as noise restrictions38

 Furthermore, an airspace sector is a geographic volume of airspace, i.e. airspace  divided into air traffic control sectors3,39

(23)

4. LITERATURE REVIEW 

This  chapter  reviews  the  literature  regarding  air  traffic  and  airport  capacity  limiting  factors.  In  the  literary  review,  the  different  limiting  factors  were  discussed as well as ranked from minor to major, based on the degree of capacity  limitation  that  each  paper  stated  them  to  have.  The  amount  of  research  performed  on  the  different  limiting  factors  with  regard  to  capacity  can  also  indicate the significance of the different constraints.  

The literature review is organized in subsections starting with an introduction to  air  traffic  capacity  and  capacity  constraints  in  subsection  4.1.  In  the  following  subsections, 4.2 – 4.12 discuss the different limiting factors and how they affect  air  traffic  capacity.  Ranking  of  the  limiting  factors  based  on  the  reviewed  literature  is  also  stated  and  discussed.  The  connection  between  the  different  factors  and  how  they  affect  each  other  are  discussed  and  presented  in  Table 4.  Furthermore,  the  different  levels  of  attention  received  by  different  limiting  factors in the literature, are discussed and presented. 

 

4.1 Introduction to the literature review 

In  the  book  Airport  and  Air  Traffic  Control  System  the  U.S.  Congress,  Office  of  Technology  Assessment  writes  about  the  capacity  of  an  airport  in  terms  of  “airside” and “landside” capacity21

 They define capacity as; 

They  also  suggest  that  the  capacity  is  not  a  single  number,  but  rather  is  dependent on many different factors both on landside and airside. 

The  landside  capacity  is  dependent  on  the  amount  of  passengers  an  airport  terminal  can  accommodate,  for  example  size  and  number  of  lounges  and  the  capability of the baggage‐handling equipment. One further important part of an  airport’s  landside  capacity  is  the  ground  access.  This  means  sufficient  transit  connections, roadways, and passenger parking spaces.21 

The curbside is the area that links the ground transports with terminal building  and the airside. If this area does not function well there will be unbalance, which  can  affect  the  capacity.  Delayed  activities  and  departures/arrivals  can  severely  infringe  the  airports  capacity.  However,  curbside  limitations  are  not  addressed  in this thesis. 

In  a  memo  from  the  European  commission  several  limitations  to  capacity  are  mentioned1.  Among  these  are  insufficient  ground  handling  and  noise 

restrictions .  They  also  address  that  the  demand  of  air  traffic  is  increasing,  and  will continue to do so, nearly double the air traffic in Europe by the year 2030. As 

The number of air operations, landings and takeoffs, that the airport  and the supporting air traffic control (ATC) system can accommodate  in a unit of time, such as an hour.  

(24)

it  stands  today,  five  large  European  airports,  Düsseldorf,  Frankfurt,  London  Gatwick,  London  Heathrow  and  Milan  Linate  (Table  2),  have  already  reached  their  maximum  capacity,  and  by  2030  nineteen  more  will  be  at  their  capacity  limit1 Table 2 shows only a sample of five European airports, but it is clear that 

there  is  a  problem  with  lacking  capacity  and  that  problem  will  escalate  during  the coming years.    Table 2. Forecast of airport congestion and capacity demand for five large European  airports. c.f. European Union, 1995‐20171.    Airport  2010  2017  2025  Capacity assumptions  Düsseldorf  Demand exceeds  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity most or  all day  Assumed 10% increase in  capacity in 2015 but no  further increase  Frankfurt  Demand exceeds  capacity most or  all day  Sufficient  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity during  part of day  New runway (2011) and  terminal (2015) allow  increases from 83 to 126  movements/hour  London  Gatwick  Demand exceeds  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity most or  all day  Assumes no new runway  but increase of 2‐3  movements/hour on  current runway  London  Heathrow  Demand exceeds  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity most or  all day  Assumes no third runway,  or mixed mode, or  relaxation of annual  movement cap.  Milan Linate  Demand exceeds  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity most or  all day  Demand exceeds  capacity most or  all day  Assumes no amendment to  Bersani Decree   

The  memo  from  the  European  commission  in  20111  shows  that  six  of  eight  sample  airports  will  have  an  increased  number  of  hours  per  day  where  the  demand exceeds the capacity (Table 3). For example London Gatwick have today  (2017)  14  hours  per  day  were  demand  exceeds  capacity  and  the  number  of  hours will increase to 17 in 2025, showing the necessity for measures to increase  capacity. 

     

(25)

Table 3. Hours per day that demand exceed capacity.    Airport  2010  2012  2017  2025  Dublin  London Gatwick  14  14  14  17  London Heathrow  15*  15*  15*  15*  Madrid Barajas  12  12  Paris CDG  11  12  15  Palma de Mallorca  Rome Flumicino  Vienna 

Note:  Covers  daytime  period  (16‐18  hours  depending  on  airport).  *  Very  limited  capacity  available in some off‐peak hours, but cannot be allocated due to annual movement cap – in  effect airport is full all day, year‐round. c.f. European Union, 1995-20171.

 

Congestion  and  the  resulting  delay  are  not  uniformly  distributed  among  the  airport system. In fact, 4% of all airports handle 50% of the entire air traffic, thus  a  rather  disproportionate  distribution40.  The  congestion  and  delay  are 

concentrated  to  a  few  airports,  while  the  rest  operate  under  their  available  capacity20. Therefore, it is possible to increase the capacity by a more balanced 

usage of airports in the region21.  

The  European  commission  states  that  70%  of  the  delays  are  due  to  capacity  limitations  on  the  ground  at  airports  and  not  in  the  air.  Although  there  is  on‐ going work to improve ATM performance, delay and congestion problems cannot  be  handled  successfully  if  the  performance  of  airports  on  the  ground  is  not  improved. 

The  other  limiting  factor  mentioned  is  the  noise  restrictions.  There  are  noise  restrictions at most of the larger European airports. These restrictions are meant  to protect people living near airports from the noise emitted from aircraft. The  restrictions  are  part  of  a  wider  noise  reduction  strategy  that  consists  of  four  principal elements: better planning of flight paths and ground use, reduction of  number of evening and night flights and quieter aircraft. These restrictions may  lead to a decrease of a the available capacity.1  When analysing the literature, it is clear that several limiting factors have great  impact on the capacity. The impact of the limitations can also vary depending on  type of airport, for instance large, medium or small hub as well as type of traffic; 

(26)

long–, medium– or short haul. In a survey by the U.S. Congress, Office of  Technology Assessment, limiting factors that caused capacity problems at 54 US  airports of different size and type of traffic were examined. The survey from  1984 studied present capacity problems as well as expected capacity constraints  10 years later, i.e. 1994.2 The survey showed that the areas where most of the  airports in the survey experienced limitations were airfield, airspace and  environment (in respect to noise), whereas the most severe limiting factor was  airfield (runway system, land etc.), followed by apron, airspace, taxiways, gates,  terminal and noise. Gate and terminal problems were most common in large  airports.  

In  large  and  medium  hub  airports,  other  important  factors  found,  though  not  within the scope of this thesis, were on‐ and off airports roads, curbfront and car  parking. Many of the limiting factors present in 1984 were expected to limit the  capacity also in 1994.2    4.2 Runway  Runways are a considerable capacity constraint. The runway system capacity is  not  only  affected  by  the  number  of  runways,  but  also  runway  length  and  the  interaction  between  runways.21  Additional  factors  that  affect  the  capacity  and 

need  to  be  taken  into  consideration  are;  the  predominant  wind  direction,  ATM  system  performance,  noise  restrictions  as  well  as  obstacles  and  structures  in  close  vicinity21, 41.  These  aspects,  along  with  the  runway  layout  (Figure  3),  can 

affect  the  flights  approach  and  departure  routes,  which  in  turn  can  lead  to  limitations of the overall runway capacity. 

Blumstein defines runway capacity as the hourly rate of aircraft landing or take‐ off  operations  that  can  be  accommodated  by  a  single  or  combination  of  runways.41,42.  

Dependent  runways,  in  contrast  to  independent  runways,  are  restricted  due  to  operations  on  runways  in  close  vicinity.  Parallel  runways  are  common  at  large  airports  and  the  space  between  them  as  well  as  the  type  of  operations  used  determines  the  limitations43.  Simultaneous  approach  to  parallel  instrument 

runways can be dependant or independent. In this context, dependent refers to  when  radar  separation  minima  are  prescribed  between  aircraft  using  adjacent  instrument  landing  system  in  contrast  to  independent  were  radar  separation  minima  not  are  prescribed.  Regarding  departures,  runways  are  referred  to  as  independent  when  aircraft  simultaneously  depart  from  parallel  runways.  Segregated operations are when aircraft simultaneously approach or depart on  parallel runways, in opposite directions.44,45 

Capacity  can  be  increased  by  using  an  independent  approach  when  running  parallel  runways  or  near‐parallel  runways.  When  running  parallel  runways,  safety is a big issue and operations have to be well managed.46 Newell stated that 

(27)

Using intersecting runways is a common way to manage variable wind directions  and crosswinds. Intersecting runways also provides shorter taxi‐ and approach‐ ways, which increase flight efficiency. However, safety is an issue when utilizing  intersecting runways and strict regulations and procedures must be stated and  followed.43, 48 Thus, intersecting runways is also a capacity limitation due to the  required regulations when using such runways.        

Figure 3. Various types of runway configurations.

 

Spacing requirement regulations for parallel or near‐parallel runways depend on  type  of  runway  and  operation  as  well  as  if  the  runway  is  instrumental  or  non‐ instrumental.  Non‐instrumental  runways  are  runways  where  visual  approach  procedures  are  used,  in  contrast  to  instrumental  runways  where  aircraft  use  instrument  landing  systems44,45.  Non‐instrumental  runways  are  more  sensitive 

to  bad  weather  and  darkness  due  to  poor  visibility.  The  specified  distance  between  the  runways  centre  lines  depend  on  whether  the  runways  are  instrumental or non‐instrumental, if they are used simultaneously or segregated  and  if  the  aircraft  are  departing  from  or  approaching  the  runway.  The  vertical  separation between aircraft approaching the runway, and the distance between  successive aircraft, on the same or adjacent instrument landing system localizer  course are also specified.44,45 Spacing as well as runway length, width, and slope, 

coupled with different weight limits for the runways are all also limiting factors  in air traffic capacity44,45.  

Runway  capacity  problems  are  not  a  new  phenomenon.  In  1959,  Blumstein  wrote  about  the  runway  capacity  problem  caused  by  the  minimum  separation  spacing  between  landing  aircraft.  In  several  studies,  the  runway  system  is  considered  to  be  a  major,  and  often  the  main  limiting  factor  for  air  traffic  capacity49. However, the runway limitation addressed in the literature is not only                          Intersecting  runways Parallel  runways Open‐V runways

(28)

due  to  the  runway  itself  (for  example  too  few  runways,  limited  arrival  and  departure  routes  or  too  short  runway  length)  but  also  due  to  other  secondary  factors like minimum aircraft separation time due to wake vortex, crosswinds or  aircraft fleet mix etc.  

Yu and Lau discuss in their study that runways and taxiways are major capacity  constraints as many airports only have one or two runways for both landing and  take  off.  Taxiways  and  runways  are  connected,  thus  optimal  scheduling  and  routing  for  taxiways  and  runways  are  required  to  avoid  delay  and  congestion.  Wake turbulence and minimum aircraft separation time, which in turn depends  on  the  aircraft  fleet  mix  as  well  as  safety  regulations,  are  also  contributing  factors  to  the  runway  limitations  therefor  Yu  and  Lau  present  a  model  that  simultaneously  optimizes  gate,  taxi‐  and  runway  scheduling  for  both  arriving  and departing aircraft.50 Several other authors as Barbaresco et al51, Barbaresco 

et  al52,  Herrema  et  al53,  de  Neufville  et  al54,  Powell  et  al55  and  Tether  et  al56  all 

consider  the  runway  as  a  major  limiting  factor  with  respect  to  wake  vortex,  minimum  spacing  between  landing  aircraft,  wind,  the  number  of  runways  and  runway  layout.  This  shows  that  different  limiting  factors  are  connected  and  affect each other. A case study of Delhi International Airport (DIAL) in India used  a  performance  efficiency  index  model  to  examine  airport  throughput  and  the  factors  causing  the  most  significant  delays.  The  study  showed  that  the  major  capacity  constraints  were  runway  and  central  infrastructure.57  The  number  of 

available  runways  as  well  as  direction  and  layout  has  been  regarded  as  prominent constraints to capacity in the literature for  several  years.  Gelhausen  et al58 as well as De Neufville et al54 addressed this issue in their studies in 2013 

and  so  did  U.S.  Congress,  Office  of  Technology  Assessment  in  198221,which  

showed  that  runway  configuration  was  a  significant  constraint  where  further  improvements were required. 

 

4.3 Taxiway  

As  for  runways,  strict  requirements  and  procedures  also  apply  for  taxiways.  These  include  length,  width,  slope  and  separation  between  the  centreline  of  adjacent taxiways, or between taxiways and runways as well as the distance to  fixed  objects.  Taxiway  intersection  with  the  runway  and  the  curvature  of  the  taxiway is very important. The curvature radius of the taxiways depends on size  of the aircraft that are operating on them, as the aircraft has to be able to turn,  still  having  the  outer  wheel  within  the  regulated  distance  from  the  edge  of  the  taxiway.44,45 

The  placements  of  the  turnoffs  are  important  to  maximizing  capacity  of  the  runway systems because taxiways can significantly affect runway capacity21.  By 

using  rapid  exit  taxiways  (also  called  high‐speed  taxiways  or  high  speed  turn  offs),  the  capacity  can  be  increased.  This  is  due  to  the  fact  that  the  aircraft  can  exit  the  runway  at  higher  speed  and  thereby  vacate  the  runway  faster,  thus  making it possible for successive aircraft to land quicker. However, compared to 

(29)

a  long  straight  distance  after  the  turn‐off  curve  enabling  the  exiting  aircraft  to  slow  down  and  come  to  a  full  stop  before  intersecting  another  taxiway  (Figure 

4).44,45  

Taxiway  layout  is  important  for  optimal  runway  use.  During  congestion  for  instance,  taxiways  not  only  can  be  used  for  taxi,  but  also  for  holding  and  sequencing departing aircraft21. How the taxiways are designed has a great effect 

on the occupancy time of the aircraft on the runway. The placement and angle of  the taxiways used for exiting the runway is vital for the runway occupancy time.  If  the  taxiways  are  poorly  placed  incoming  aircraft  are  forced  to  taxi  off  the  runway at low speed. Hence limiting the runway capacity.2 

As for runways, the weight bearing capacity of the taxiway has to be sufficient to  carry weight of the aircraft using them. Gothenburg city airport is one example  were  the  commercial  airlines  had  to  relocate  to  another  airport  (Landvetter  airport), due to insufficient weight bearing capacity of the taxiways. The cost for  repairing  and  reinforcement  of  the  taxiways  were  considered  too  high,  hence,  relocation  was  a  better  alternative59‐64.  Gothenburg  city  airport,  now  called  it’s 

former name, Säve airport, was bought by Serneke Fastighet AB in 2016 and is  today used for non commercial flights such as rescue services and aero clubs59,65         Figure 4. Different types of exit taxiways.    Note; Intersection angle 45°–90° (A), 90° (B) and 25°–30° (C).  As previously mentioned, the survey by the U.S. Congress, Office of Technology  Assessment in 19842, the study by Yu and Lau50 in 2014 and Yu et al in 201766

showed that taxiways were major capacity constraints. In contrast, according to  De  Neufville  and  Odoni,  200254,  Mirković  and  Tošić  201767  and  Mirković  et  al 

201768  taxiways  are  generally  not  a  major  capacity  limiting  factor  although 

Right-angle exit taxiways Rapid exit taxiway

A. Taxiway exit               Runway       B.            Runway Taxiway exit               Taxiway exit Runway   Straight distance     C.

(30)

taxiways locally can be bottlenecks. These capacity limitations can appear where  the taxiway crosses active runways, at taxiway intersections or where taxiways  with high‐speed exits.54, 67, 68    4.4 Wake vortex  Wake vortex is the turbulence that is generated by an aircraft in flight. It occurs  in  the  wake  of  an  airplane  passing  through  the  air.  The  occurrence  of  wake  vortex  means  that  there  needs  to  be  a  separation  between  the  aircraft.  This  in  turn leads to a lower capacity in both airspace and runways.21 

Wake  vortex  is  a  major  limiting  factor  to  air  traffic  capacity  affecting  both  airspace  and  runway  capacity21,  53,  69‐73.  It  is  affecting  the  airports  landing 

capacity  even  to  a  higher  extent  during  peak  air  traffic  capacity  due  to  the  spacing requirement between aircraft caused by wake turbulence56.  

With  respect  to  wake  vortex,  the  capacity  is  further  reduced  by  poor  weather  conditions and runway placement as strong wind causes the wake vortex to shift  its  position  and  thereby  affecting  other  aircraft,  even  more  so  for  parallel  runways or runways that are closely situated2,16 For safety reasons minimum spacing distances between aircraft are established  by ICAO74, dividing aircraft into three different weight classes. The ICAO wake  vortex separation rules were re‐categorised by Eurocontrol in collaboration with  the FAA as of further aircraft characteristics like wingspan and speed, were  taken into consideration. The new categorisation resulted in six different classes,  classes A – F. The new categorisation, called RECAT in the US and REACT‐EU in  Europe, were implemented in the US at Memphis international airport in 2012  followed by some other airports and in Europe at Charles de Gaulle Airport in  Paris in 2015. By using RECAT/REACT‐EU classification the minimum separation  distance can be reduced and thus boosting capacity.75, 76 

The  wake  turbulence  trail  varies  depending  on  aircraft  size.  The  heavier  the  aircraft, the stronger is the wake turbulence. A stronger turbulence trail needs a  longer safety distance between the aircraft in airspace and during landing, thus  decreasing the air traffic capacity.  ICAO’s safety regulations are static and do not  take  parameters  like  atmospheric  conditions  or  wind  that  affects  the  decay  of  wake  turbulence  into  account.  Hence,  several  authors  propose  that  these  regulations are limiting the capacity more than required69‐71. Different strategies 

are  suggested  to  measure,  detect  or  decrease  the  effects  of  wake  vortex  by  optimizing  current  models  and  operations  or  other  technical  and  operational  procedures53, 69‐71, 73

 

References

Related documents

För att uppskatta den totala effekten av reformerna måste dock hänsyn tas till såväl samt- liga priseffekter som sammansättningseffekter, till följd av ökad försäljningsandel

Inom ramen för uppdraget att utforma ett utvärderingsupplägg har Tillväxtanalys också gett HUI Research i uppdrag att genomföra en kartläggning av vilka

Från den teoretiska modellen vet vi att när det finns två budgivare på marknaden, och marknadsandelen för månadens vara ökar, så leder detta till lägre

a) Inom den regionala utvecklingen betonas allt oftare betydelsen av de kvalitativa faktorerna och kunnandet. En kvalitativ faktor är samarbetet mellan de olika

I dag uppgår denna del av befolkningen till knappt 4 200 personer och år 2030 beräknas det finnas drygt 4 800 personer i Gällivare kommun som är 65 år eller äldre i

Detta projekt utvecklar policymixen för strategin Smart industri (Näringsdepartementet, 2016a). En av anledningarna till en stark avgränsning är att analysen bygger på djupa

DIN representerar Tyskland i ISO och CEN, och har en permanent plats i ISO:s råd. Det ger dem en bra position för att påverka strategiska frågor inom den internationella

Av 2012 års danska handlingsplan för Indien framgår att det finns en ambition att även ingå ett samförståndsavtal avseende högre utbildning vilket skulle främja utbildnings-,