Cruise speed reduction for air traffic flow management
- Autores: Luis Delgado Muñoz
- Directores de la Tesis: Xavier Prats Menéndez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2013
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Hartmut Fricke (presid.), Miquel Àngel Piera i Eroles (secret.), David Lovell (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Avui dia un considerable nombre d’infraestructures del transport aeri tenen problemes de congestió. Aquesta situació es veu empitjorada amb l’increment de trànsit existent i amb la seva densitat deguda al sistema de hub i spoke utilitzat per les companyies aèries. Aquesta congestió es veu agreujada puntualment per disminucions de capacitat per causes com la meteorologia. Per mitigar aquests desequilibris, normalment són implementades mesures de gestió del flux de transit aeri (ATFM), sent el retard a l’aeroport d’origen una de les més utilitzades. Assignant retard previ a l’enlairament, el trànsit d’arribada és repartit durant un interval de temps superior i les arribades es distribueixen. Malgrat això, la predicció de quan aquestes reduccions de capacitat es solucionaran una tasca dificultosa. Això comporta que es defineixin regulacions que són més llargues del necessari i per tant, porta a la realització de retard innecessari i al desaprofitament de capacitat. La definició de trajectòries precises ofereix noves oportunitats per gestionar aquests desequilibris. Una tècnica prometedora és la utilització de variacions de velocitat durant el creuer. Generalment, es considera que volar més lent que la velocitat de màxim abast (MRC) no és eficient. En aquesta tesis es presenta una nova aproximació. Quan les aerolínies planifiquen els seus vols, consideren el cost del temps junt amb el del combustible. Per tant, és habitual seleccionar velocitats més ràpides que MRC. Així és possible volar més lent de la velocitat de MRC tot mantenint el mateix consum inicialment planificat. Aquest retard realitzat a l’aire pot ser considerat a la fase pre-tàctica per dividir el retard assignat a un vol en retard a terra i retard a l’aire durant el creuer. Amb aquesta estratègia, el retard és absorbit de manera gradual durant el vol fent servir el mateix combustible que inicialment planificat. Si la regulació es cancel•la abans del que estava planificat inicialment, els vols que estan a l’aire es troben en una situació més favorable per tal de recuperar part del retard. La present tesis es centra en l’estudi d’aquest concepte. En primer lloc, s’ha realitzat un estudi de la relació entre el combustible utilitzat i el temps de vol quan es modifica la velocitat nominal de creuer. A continuació, s’ha definit i analitzat el retard que pot ser realitzat sense incorre en un consum extra de combustible en l’absència i en la presencia de vent. També s’ha considerat i analitza la influència de triar un nivell de vol diferent del planificat inicialment i la utilització de combustible extra per tal d’obtenir major quantitat de retard. Els resultats mostren que per vols de curt i mitja distància, la quantitat de retard realitzable és d’entorn a 5 minuts, aquesta quantitat augmenta a uns 25 minuts per vols de llarg recorregut. El nivell de vol s’ha identificat com un dels paràmetres principals que afecten a la quantitat de retard que pot ser absorbit a l’aire. A continuació es presenta l’aplicació de la tècnica a regulacions d’ATFM realistes, i particularment a ground delay programs (GDP). Per tal de mostrar resultats que siguin significatius, els GDPs implementats en 2006 en el espai aeri nord-americà han sigut analitzats. Han sigut detalladament estudiats escenaris als aeroports de San Francisco, Newark i Chicago. Aquests tres aeroports van ser els que van declarar més GDPs durant el 2006 i per la seva situació geogràfica presenten trànsits amb diferents característiques. Per tal de considerar el trànsit s’ha utilitzat dades de la Federal Aviation Administration i característiques aerodinàmiques i de consum realistes provinents d’Airbus. Finalment, la tesis presenta l’efecte d’utilitzar radis d’exempció en els programes de regulació de trànsit i l’ ús de polítiques de priorització de vols diferents a la utilitzada actualment (ration-byschedule). Per concloure, s’ha realitzat una breu discussió sobre l’impacte d’aquesta estratègia en la gestió del trànsit aeri.
