La auto-separación de la aeronave es la capacidad de una aeronave que mantiene una separación aceptablemente segura de otras aeronaves sin seguir instrucciones u orientación de un agente de arbitraje para este propósito, como el control de tráfico aéreo . En sus formas más simples, puede describirse mediante el concepto de ver y evitar , [1] en el caso de aeronaves pilotadas por humanos, o detectar y evitar , [2] en el caso de aeronaves no pilotadas por humanos (como los UAV ). Sin embargo, debido a varios factores como el clima, las reglas de vuelo por instrumentosy complejidad del tránsito aéreo, la capacidad de auto-separación involucra otros elementos y aspectos tales como reglas del aire, [3] tecnologías y protocolos de comunicación, gestión del tránsito aéreo y otros.
Contexto y antecedentes históricos
Los pilotos de aeronaves modernas no pueden depender únicamente de sus habilidades visuales y de pilotaje para mantener una separación aceptablemente segura de otras aeronaves, por lo que una proporción considerable de los vuelos contemporáneos se realizan bajo reglas de vuelo por instrumentos con la responsabilidad de la separación que pertenece al control de tránsito aéreo (ATC). Sin embargo, dado que el crecimiento del tráfico aéreo a finales del siglo XX y principios del XXI [4] [5] [6] [7] está agotando la capacidad ATC , los investigadores de la aviación y el transporte aéreo están tratando de proponer y mejoras tecnológicas para hacer frente a esta tensión, una de las cuales es la auto-separación.
La auto-separación comenzó a ser considerada como un concepto operacional potencialmente factible dentro de la iniciativa de Vuelo Libre . [8] Su habilitador tecnológico clave es la radiodifusión de vigilancia dependiente automática (ADS-B), en la que las aeronaves transmiten de forma espontánea informes periódicos de posición y estado, incluida información de posición horizontal absoluta, que no se utiliza como fuente de información para la colisión de tráfico preexistente. Sistema de evitación (TCAS). En relación con las implementaciones actuales de TCAS, [9] que está destinado únicamente a evitar colisiones, la auto-separación requiere un salto en la lógica de procesamiento, la anticipación del tiempo y los cambios de procedimiento. Su viabilidad depende de la confianza en la automatización y su coexistencia con el rol humano en la cabina. Se han realizado algunos estudios para evaluar esta relación, [10] [11] y los resultados muestran que el concepto es bastante aceptable desde el punto de vista piloto sin imponer una carga de trabajo irrazonable.
Posteriormente se propuso un enfoque alineado pero menos radical y más implementable y se denominó Gestión Distribuida del Tráfico Aéreo-Terrestre (DAG-TM), [12] manteniendo al ATC todavía con un papel importante, pero permitiendo más libertad en el espacio aéreo en ruta. [13] Además, otros aspectos relevantes en un contexto más amplio se han estudiado en el proyecto de Vuelo Libre del Mediterráneo [14] [15] (MFP) que tenía, como una de las principales conclusiones, que la auto-separación sería beneficiosa en general, pero debería tener que limitarse al espacio aéreo de densidad media o baja . [dieciséis]
Desde el comienzo de la asociación entre la auto-separación y ADS-B , también se ha asociado con otro concepto técnico llamado Airborne Separation Assistance System [17] (ASAS) que, en pocas palabras, realiza la lógica central de la Auto-separación y otras aplicaciones relacionadas. Con esta asociación, el concepto de auto-separación de aeronaves en el contexto tecnológico y operativo completo se distingue más claramente de los conceptos básicos de ver y evitar y sentir y evitar ya citados . ASAS fue un supuesto en el proyecto MFP y también en estudios posteriores como la serie de Consiglio et al., [18] [19] [20] [21] que profundizó en los aspectos del factor humano y sentó las bases para la separación estratégica y procesos tácticos de manejo de conflictos en auto-separación.
Otros proyectos proporcionaron contribuciones complementarias, como las tecnologías y algoritmos avanzados de separación segura [22] (ASSTAR), que llevaron a cabo análisis de rendimiento, seguridad y costo-beneficio para las aplicaciones ASAS, incluida una versión limitada de la separación automática, que arrojó resultados positivos . Sobre la base de los estudios antes mencionados y otros, se ha seleccionado la autoseparación basada en ASAS como uno de los objetivos que deben perseguir los principales programas de desarrollo en la gestión del tráfico aéreo, como el de investigación y desarrollo ATM del cielo único europeo (SESAR) [23 ] [24] y el sistema de transporte aéreo de próxima generación de EE. UU. [25] (NextGen), incluso si se limita a determinadas condiciones y espacios aéreos.
Desarrollos recientes
Más recientemente, el proyecto iFly [26] definió un nuevo concepto de operaciones de auto-separación en espacio aéreo de mayor densidad, basado en los trabajos descritos anteriormente, y lo evaluó cuantitativamente utilizando métodos avanzados de simulación estocástica. [27] Los resultados obtenidos de estos estudios indican que la auto-separación se puede utilizar con seguridad en un espacio aéreo con tres veces la densidad del espacio aéreo europeo en ruta en el año 2005, si el nivel de confiabilidad ADS-B mejora en un factor. de cinco o si la confiabilidad del TCAS mejora por el mismo factor.
Cuestiones pendientes
Algunas de las cuestiones más relevantes a resolver para la Auto-separación son:
- ¿Cómo hacer una transición segura del espacio aéreo controlado al espacio aéreo con auto-separación?
- ¿Cuál es el equilibrio adecuado entre la capacidad de predecir la trayectoria y la flexibilidad para lograr una eficiencia práctica y una seguridad aceptable?
Si bien estos temas han sido investigados y se han propuesto algunas soluciones para ellos, la complejidad del problema ha impedido lograr respuestas definitivas.
Referencias
- ^ Ver y evitar , Skybrary
- ^ Rosenkrans, W. "Detectar, sentir y evitar". FlightTech , págs. 24-29, julio de 2008.
- ^ Reglas del aire, Anexo 2 del Convenio sobre Aviación Civil Internacional, OACI.
- ^ Movimientos de vuelo previstos a largo plazo de EUROCONTROL 2010 - 2030 [ enlace muerto permanente ]
- ^ El mundo de la aviación civil 2003-2006 . Circular de la OACI 307 AT / 129, 2005
- ^ Transporte aéreo, tendencias y previsiones de crecimiento del tráfico aéreo. UNESCAP Archivado el 24 de septiembre de 2012 en la Wayback Machine.
- ^ Años fiscales 2010-2030 de pronóstico aeroespacial de la FAA
- ^ Informe final de RTCA Task Force 3 sobre implementación de vuelo libre . Octubre de 1995
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 21 de julio de 2011 . Consultado el 14 de junio de 2011 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
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- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de septiembre de 2011 . Consultado el 14 de junio de 2011 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ NASA, Definición de concepto para la gestión distribuida del tráfico aéreo / terrestre (DAG-TM), Versión 1.0, Proyecto de tecnologías avanzadas de transporte aéreo, Programa de capacidad del sistema de aviación, Administración nacional de aeronáutica y espacio, NASA, 1999
- ^ NASA. DAG-TM Concept element 5 maniobras libres en ruta para asegurar la separación preferida por el usuario y descripción del concepto operativo de conformidad local TFM , AATT Project Milestone 8.503.10, Oficina del Programa de Sistemas del Espacio Aéreo de la NASA, Washington DC, 2004.
- ^ http://www.eurocontrol.int/eec/public/standard_page/proj_MFF.html
- ^ http://www.medff.it Archivado el 2 de abril de 2005 en la Wayback Machine.
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- ^ M. Consiglio, S. Hoadley y BD Allen, Estimación de búferes de separación para el error de predicción del viento en un sistema de asistencia de separación aerotransportada , Proc. Seminario sobre cajeros automáticos de EE. UU./ Europa, Nappa, CA, 2009
- ^ MC Consiglio, SR Wilson, J. Sturdy, JL Murdoch, DJ Wing, Medidas de simulación humana en bucle de retardo de respuesta del piloto en un concepto de operaciones de auto-separación , Proc. 27th Int. Congreso de Ciencias Aeronáuticas ( ICAS 2010), 2010
- ^ http://www.asstar.org/
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 12 de junio de 2011 . Consultado el 14 de junio de 2011 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Proyectos SESAR WP4" . Archivado desde el original el 6 de mayo de 2012 . Consultado el 11 de mayo de 2012 .
- ^ https://www.faa.gov/nextgen/
- ^ http://ifly.nlr.nl/
- ^ "HAP Blom, GJ Bakker, Seguridad de la auto-separación aerotransportada avanzada bajo una demanda de tráfico en ruta muy alta , SESAR Innovation Days, 2011" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 11 de mayo de 2012 .