Identificación de Redes de Tráfico Usando Agrupamiento por Intersección de Trayectorias
Autores: Gerdes, Ingrid; Temme, Annette
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Identificación de Redes de Tráfico Usando Agrupamiento por Intersección de Trayectorias
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistema de rutas del espacio aéreo
Red de rutas artificial
Trayectorias
Intersecciones
Gestión del tráfico aéreo
Proceso de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El sistema actual de rutas del espacio aéreo consiste principalmente en rutas predefinidas con un bajo número de intersecciones para facilitar a los controladores de tráfico aéreo la supervisión del tráfico. Nuestro objetivo es un método para crear una red de rutas artificial y confiable basada en trayectorias planificadas o voladas. Las posibilidades de aplicación de la red resultante son múltiples, abarcando desde la evaluación de nuevas estrategias de gestión del tráfico aéreo (ATM) o datos históricos hasta una base para sistemas de simulación. Las trayectorias se definen como secuencias de puntos comunes en intersecciones con otras trayectorias. Todos los puntos comunes de una muestra de tráfico se agrupan y, tras una optimización adicional, los centros de los grupos se utilizan como nodos en la nueva red de flujo principal. Para construir trayectorias de vuelo casi realistas basadas en esta red, se añaden parámetros adicionales como velocidad y altitud a los nodos y se introduce la posibilidad de tener en cuenta desvíos para evitar áreas congestionadas. Como criterios de optimización, se utilizan la longitud de la trayectoria y la complejidad estructural del sistema de flujo principal. Basándonos en estos criterios, desarrollamos una nueva función de costo para el proceso de optimización. Además, mostramos cómo diferentes situaciones de tráfico son cubiertas por la red. Para ilustrar las capacidades de nuestro enfoque, el tráfico se divide ejemplarmente en clases separadas y se asignan parámetros dependientes de la clase. Aplicado a dos escenarios de tráfico reales, el enfoque pudo emular los sistemas de rutas subyacentes con una diferencia en la longitud media de la trayectoria del 0.2%, respectivamente 0.5% en comparación con las rutas originales.
Descripción
El sistema actual de rutas del espacio aéreo consiste principalmente en rutas predefinidas con un bajo número de intersecciones para facilitar a los controladores de tráfico aéreo la supervisión del tráfico. Nuestro objetivo es un método para crear una red de rutas artificial y confiable basada en trayectorias planificadas o voladas. Las posibilidades de aplicación de la red resultante son múltiples, abarcando desde la evaluación de nuevas estrategias de gestión del tráfico aéreo (ATM) o datos históricos hasta una base para sistemas de simulación. Las trayectorias se definen como secuencias de puntos comunes en intersecciones con otras trayectorias. Todos los puntos comunes de una muestra de tráfico se agrupan y, tras una optimización adicional, los centros de los grupos se utilizan como nodos en la nueva red de flujo principal. Para construir trayectorias de vuelo casi realistas basadas en esta red, se añaden parámetros adicionales como velocidad y altitud a los nodos y se introduce la posibilidad de tener en cuenta desvíos para evitar áreas congestionadas. Como criterios de optimización, se utilizan la longitud de la trayectoria y la complejidad estructural del sistema de flujo principal. Basándonos en estos criterios, desarrollamos una nueva función de costo para el proceso de optimización. Además, mostramos cómo diferentes situaciones de tráfico son cubiertas por la red. Para ilustrar las capacidades de nuestro enfoque, el tráfico se divide ejemplarmente en clases separadas y se asignan parámetros dependientes de la clase. Aplicado a dos escenarios de tráfico reales, el enfoque pudo emular los sistemas de rutas subyacentes con una diferencia en la longitud media de la trayectoria del 0.2%, respectivamente 0.5% en comparación con las rutas originales.