Strategic Trajectory De-confliction to Enable Seamless Aircraft Conflict Management
- Autores: Sergio Ruiz Navarro
- Directores de la Tesis: Miquel Àngel Piera i Eroles (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2013
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Javier Sáez Nieto (presid.), Juan José Ramos González (secret.), Peter Hecker (voc.)
- Programa de doctorado: Doctorado en Telecomunicación e Ingeniería de Sistemas
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
Actualment, degut a la creixent demanda del transport aeri, que facilita desplaçaments segurs y ràpids, es pot observar una gran densitat de tràfic. Alguns dels sectors de l’actual espai aeri europeu poden congestionar-se en certs períodes, podent arribar inclús a la completa saturació en les hores punta de més confluència. Algunes prediccions fetes per la Unió Europea han pronosticat un augment del número d’operacions de tràfic aeri per la pròxima dècada d’almenys el doble amb respecte als nivells de tràfic actuals. Por això, la Unió Europea va inicià un projecte (el projecto SESAR) per tal de modernitzar la tecnologia i els procediments que actualment s’usen en la gestió del tràfic aeri (ATM, de les sigles en anglès) amb motiu d’incrementar la capacitat del espai aeri. Como contribució tecnològica, este projecte d’investigació introdueix algoritmes de resolució estratègica de conflictes (en anglès “Strategic De-confliction”) que han estat desenvolupats sota el projecte STREAM de EUROCONTROL y llançats sota el paraigües del programa Single European Sky ATM Research (SESAR). El concepte fonamental és la utilització de la informació de qualitat present just abans de l’enlairament i/o durant el vol amb el fi d’assignar rutes/trajectòries lliures de conflicte en la fase de planificació de tràfic, el que en absència d’ incerteses de xarxa i/o de vol hauria de donar lloc de forma efectiva a un escenari lliure de conflictes durant la fase de execució. En aquesta dissertació es presenten els principals mòduls del sistema implementat, és a dir, els mòduls de detecció y de resolució de conflictes. El mòdul de Detecció de Conflictes (CD) fa ús d’Estructures de Dades Espacials (SDS, de les sigles en anglès) com a tecnologia vehicular per crear un entorn micro-escala del ATM en el qual és possible emmagatzemar i gestionar la descripció precisa de gran quantitat de trajectòries (milers de trajectòries), pel que potencialment es possible habilitar una vista completa y centralitzada del espai de estats del sistema en cada moment així com la seva evolució al llarg del temps. Aquesta és una contribució clau de la investigació donat que un model micro-escala permet tindre una representació global en esdeveniments discrets del sistema dinàmic, la utilitat del qual és crucial per obtenir un millor enteniment sobre les complexitats y dinàmiques emergents del sistema que sense una perspectiva (4D/nD) del sistema ATM no seria possible comprendre. El mòdul de Resolució de Conflictes (CR) pot explorar els efectes dominó que poden sorgir per la modificació local de trajectòries durant el procés d’assignació de rutes. Al final del procés, s’identifiquen varis escenaris lliures de conflicte y Paretto-eficients. Diversos indicadors de rendiment poden considerar-se en un procés d’optimització multi-criteri, obtenint d’aquesta manera una eina flexible per una planificació de vols col·laborativa. La implementació s’ha realitzat en C++ y Orientat a Objectes. Diverses simulacions amb tràfic realista (amb i sense incertesa) s’han analitzat per verificar el correcte funcionament dels conceptes. Els resultats de simulació han mostrat que la eina presentada de Strategic De-confliction és excel·lent des del punt de vista computacional i que és capaç d’identificar i gestionar les dinàmiques emergents del sistema.
