Fórum de TI para ATM/CDM
Free flight, CDM and capacity management, the impossible
equation
--Prof. Felix Mora-Camino, ENAC/França
Ferramentas de TI Operacional para Sensores de Vigilância
--1º Ten Eng Ricardo Pereira Matheus, PAME-RJ/DECEA
Os desafios da certificação de segurança de Sistemas de Controle
de Tráfego Aéreo frente às novas tecnologias
--Prof. João Batista Camargo Jr., GAS/POLI/USP
Os desafios de modelagem de tráfego aéreo
--Prof. Carlos Müller, LabGETA/ITA
NextGen: Collaborative Management (CDM/CTOP) for Brazil
--Prof. Li Weigang, TransLab/UnB
NextGen: Collaborative Air Traffic
Management (CDM/CTOP) for
Brazil
Li Weigang e Leonardo Cruciol
TransLab – Universidade de Brasília
ATL – Georgia Institute of Technology
Fórum de TI para ATM/CDM
Agenda
• Next Generation Air Transportation System
• Collaborative Decision Making - CDM
• Collaborative Trajectory Options Program - CTOP
• Benefícios para o National Airspace System
• Desafios nos CDM e CTOP
• Pesquisa em CDM e CTOP
NextGen
• Next Generation Air Transportation System
– Evolução natural no ATM
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Ground Delay Program - GDP
Airspace Flow Program – AFP
Collaborative Decision Making - CDM
Collaborative Trajectory Options Program - CTOP
– Possibilita a atribuição de Atrasos ou Novas Rotas, ou
ambas, tornando mais fléxivel o processo de tomada
de decisão pela FAA e melhores ganhos negociais aos
envolvidos devido a maneira de negociação. Colocado
em funcionamento no espaço aéreo dos EUA pela FAA
em 2014.
CDM
• O processo de decisão colaborativo, possibilita
que todos os afetados com os resultados das
ações a serem tomadas possam participar do
processo de tomada de decisão, e assim,
informar as suas preferências se beneficiando
dos resultados a serem alcançados.
CDM
O algoritmo Ration-By-Schedule (RBS), que trata da redistribuição dos
SLOTS para a nova quantidade de aeronaves que podem operar por hora
no aeroporto.
O algoritmo Compression é executado na terceira etapa do programa de
espera em solo (GDP), quando um SLOT é deixado vazio, o Compression
tenta alocar a ele outro voo da companhia aérea proprietária daquele
SLOT. Se ele encontrar um voo elegível, respeitando-se as restrições de
horário, ele reserva o SLOT vazio ao voo. Mas se não existirem voos
disponíveis, então o algoritmo buscará um voo possível pertencente à outra
companhia aérea.
CTOP
• Ao serem identificadas restrições de voo em
uma determinada região, por exemplo:
condições meteorológicas adversas, a FAA
informa aos envolvidos os parâmetros do CTOP
estabelecido.
– Informando o horário de início e fim, a capacidade
de voos para cada período e quais os voos foram
capturados daquela companhia aérea.
– Cada companhia aérea tem conhecimento somente
sobre os seus voos capturados.
CTOP
• TOS – Trajectory Option Set
– Assim, cada companhia aérea irá avaliar os seus voos
capturados e enviar os seus TOSs para a FAA,
considerando as suas regras de negócio.
• Por exemplo, para a companhia aérea um voo pode ter
prioridade devido ao número de passageiros com
conexões.
– Possibilita que todos os envolvidos possam informar
a FAA quais as suas preferências para cada voo.
• Por exemplo, para um determinado voo a companhia
prefere ter um maior custo operacional em rota, do que
um maior atraso em solo gerando demais problemas.
CTOP
Figura 1. Visão Geral do CTOP (FAA, 2014)
CTOP
• Considerando a Figura 1, existem 3 FCAs (Flow
Constrained Areas) e para o voo em questão
existem 5 opções de trajetória (LAX para ATL). Sendo
uma delas, voando fora da área restrita.
• A companhia aérea poderia enviar qualquer uma
das opções, todas as opções ou somente algumas
delas.
• Assim, a FAA irá considerar estas opções e as demais
restrições para satisfazer de uma melhor maneira
todos os envolvidos.
Benefícios para o NAS
• Economia para todos os envolvidos
– As companhias aéreas podem submeter opções de
trajetória de voo eletronicamente, considerando os
melhores resultados negociais para cada voo.
• Maior satisfação dos envolvidos
– Com esta nova maneira de interação, os envolvidos
possuem a oportunidade de maximizar seus ganhos
durante a rota, reduzir os atrasos com medidas
proativas, melhorar o serviço prestado aos clientes,
dentre outros.
Desafios no CTOP
• Poucas companhias aéreas entederam, até o
momento, o grande ganho que elas podem ter
enviando melhores opções de trajetórias para
cada voo.
• A complexidade da incerteza no processo de
tomada de decisão ao escolher os TOSs
dificulta uma rápida adesão de todos os
envolvidos.
Pesquisa em CTOP
• Considerando que a companhia aérea A não
possui nenhum conhecimento sobre quais os
demais voos foram capturados.
– Qual seria o melhor TOS a ser enviado para cada voo,
maximizando assim os resultados da companhia A.
– Considerando que este processo de negociação
ocorre frequentemente, como a companhia A
poderia aprender e sempre buscar a maximização
dos seus ganhos.
• Menor custo operacional em seus voos
TransLab
O TransLab é um Centro de Excelência em Pesquisa e
Desenvolvimento de Modelos Computacionais e
Inteligência Artificial aplicados ao Transporte Aéreo
com focos no Gerenciamento de Tráfego Aéreo.
Portfólio do grupo é desenvolver Know How de sistema
complexo como Collaborative Decision Making - CDM.
Além de diversos projetos relacionados que aplicam
Inteligência Artificial para redes sociais e data mining,
contamos com apoios financeiros do CNPq, FINEP,
CAPES e outras instituições de fomento à pesquisa.
SiGePA pela FINEP
Linha de pesquisa
Decisão Colaborativa com Método Inteligente para
Alocação de Slots de Partidas em Aeroportos –
CoDMAN (projetos CNPq e FINEP).
Sistema e Tecnologia de Tomada de Decisão
Colaborativa para os Aeroportos Brasileiros
(cooperação com ENAC, França)
Modelagem de funções Satisficing para suporte a
tomada de decisão colaborativa nos aeroportos.
Implementação da solução de CTOP para aumentar a
satisfação dos envolvidos (projeto do CNPq e
cooperação com GATech, USA).
Equipe
Dr. Cícero R. F. de Almeida, TransLab da UnB.
Antonio C. de Arruda Junior, aluno doutorado da UnB e
ENAC, França.
Leonardo L. B. V. Cruciol, aluno doutorado da UnB e
GATech, USA.
Vitor Filincowsky Ribeiro, aluno doutorado da UnB.
Deborah Mendes Ferreira, aluna mestrado da UnB.
Exellencia
Obrigado
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