Planificación y Coordinación Distribuida Basada en Agentes para Operaciones de Movimiento en Superficie de Aeropuertos Resilientes
Autores: Fines, Konstantine; Sharpanskykh, Alexei; Vert, Matthieu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Planificación y Coordinación Distribuida Basada en Agentes para Operaciones de Movimiento en Superficie de Aeropuertos Resilientes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Operaciones de movimiento en superficie del aeropuerto
Eventos adversos
Reconfiguración de pistas
Planificación distribuida basada en agentes
Resiliencia
Mecanismos de coordinación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto son procesos complejos con muchos tipos de eventos adversos que requieren respuestas resilientes, seguras y eficientes. Un evento adverso que ocurre regularmente es la reconfiguración de la pista. La planificación y coordinación distribuida basada en agentes ha mostrado resultados prometedores en el control de operaciones en sistemas complejos, especialmente durante perturbaciones. A diferencia de los enfoques centralizados, la planificación distribuida es realizada por varios agentes, que coordinan planes entre sí. Esta investigación evalúa la contribución de la planificación y coordinación distribuida basada en agentes a la resiliencia de las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto cuando ocurren reconfiguraciones de pista. Se creó un modelo de Sistema Multi-Agente (MAS) autónomo basado en el diseño y las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto de Schiphol en los Países Bajos. Dentro del modelo MAS, se incorporaron tres mecanismos de planificación y coordinación distribuida, basados en el algoritmo de Búsqueda Basada en Conflictos (CBS) para la Búsqueda de Rutas Multi-Agente (MAPF) y carreteras adaptativas. Se realizaron simulaciones de MAS basadas en ocho días de datos operativos del mundo real del aeropuerto de Schiphol y los resultados de las simulaciones autónomas de MAS se compararon con el rendimiento del sistema operado por humanos en el mundo real. Los resultados del MAS muestran que los mecanismos de planificación y coordinación distribuida fueron efectivos en contribuir al comportamiento resiliente de las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto, siguiendo de cerca el comportamiento del mundo real y a veces incluso superándolo. En particular, se encontró que los mecanismos contribuían a un comportamiento más resiliente que el del mundo real al considerar el tiempo de taxi después de los eventos de reconfiguración de pista. Finalmente, los mecanismos de planificación y coordinación distribuidos incluidos en la carretera contribuyeron al comportamiento más resiliente de las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto.
Descripción
Las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto son procesos complejos con muchos tipos de eventos adversos que requieren respuestas resilientes, seguras y eficientes. Un evento adverso que ocurre regularmente es la reconfiguración de la pista. La planificación y coordinación distribuida basada en agentes ha mostrado resultados prometedores en el control de operaciones en sistemas complejos, especialmente durante perturbaciones. A diferencia de los enfoques centralizados, la planificación distribuida es realizada por varios agentes, que coordinan planes entre sí. Esta investigación evalúa la contribución de la planificación y coordinación distribuida basada en agentes a la resiliencia de las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto cuando ocurren reconfiguraciones de pista. Se creó un modelo de Sistema Multi-Agente (MAS) autónomo basado en el diseño y las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto de Schiphol en los Países Bajos. Dentro del modelo MAS, se incorporaron tres mecanismos de planificación y coordinación distribuida, basados en el algoritmo de Búsqueda Basada en Conflictos (CBS) para la Búsqueda de Rutas Multi-Agente (MAPF) y carreteras adaptativas. Se realizaron simulaciones de MAS basadas en ocho días de datos operativos del mundo real del aeropuerto de Schiphol y los resultados de las simulaciones autónomas de MAS se compararon con el rendimiento del sistema operado por humanos en el mundo real. Los resultados del MAS muestran que los mecanismos de planificación y coordinación distribuida fueron efectivos en contribuir al comportamiento resiliente de las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto, siguiendo de cerca el comportamiento del mundo real y a veces incluso superándolo. En particular, se encontró que los mecanismos contribuían a un comportamiento más resiliente que el del mundo real al considerar el tiempo de taxi después de los eventos de reconfiguración de pista. Finalmente, los mecanismos de planificación y coordinación distribuidos incluidos en la carretera contribuyeron al comportamiento más resiliente de las operaciones de movimiento en la superficie del aeropuerto.