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A Privacy-Preserving Marketplace for Slot Management

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La asignación de vuelos mediante IA reduce los costes y los retrasos

Un mercado digital seguro podría permitir a las compañías aéreas intercambiar franjas horarias de vuelo sin exponer información comercial confidencial.

Transporte y movilidad

Equilibrar la demanda del tráfico aéreo con la capacidad es fundamental para garantizar un flujo de vuelos ordenado y sin problemas. Con el aumento del número de pasajeros y del volumen de vuelos, se necesitarán nuevas tecnologías innovadoras para ayudar a gestionar de manera flexible un espacio aéreo cada vez más congestionado. «Para los vuelos, se asignan franjas horarias de gestión del tráfico aéreo a horas de salida, llegada o paso por un sector concreto del espacio aéreo», explica el coordinador del proyecto SlotMachine (A Privacy-Preserving Marketplace for Slot Management) y científico principal Eduard Gringinger, de Frequentis (Austria). «Estas las emite el Administrador de la Red de EUROCONTROL para regular el tráfico en zonas congestionadas del espacio aéreo». Con objeto de descongestionar el tráfico aéreo, actualmente es posible realizar intercambios simples entre dos vuelos. Estos intercambios ayudan a las compañías aéreas a priorizar determinados vuelos en función de la estructura de costes de los vuelos, a fin de minimizar los costes y reducir los retrasos de los pasajeros. Por lo tanto, para las compañías aéreas, la asignación (y el intercambio) de estas franjas horarias de vuelo constituyen un problema de costes crítico. «Uno de los desafíos es que las estructuras de costes de los vuelos, que influyen en la forma en que las compañías aéreas priorizan los vuelos y que pueden variar por diversas razones, son altamente confidenciales», señala Gringinger. «No se trata de una información que las compañías aéreas deseen compartir siempre con los demás, lo cual ha dificultado el intercambio de franjas horarias entre compañías aéreas».

Asignación eficiente de los vuelos mediante cadena de bloques

El equipo del proyecto SlotMachine, financiado con fondos europeos y de la industria, se propuso aprovechar la potencia de la inteligencia artificial (IA) para crear una plataforma de intercambio de asignación de vuelos semiautomática y basada en las prioridades de la estructura de costes de distintas compañías aéreas. El proyecto se financió en el marco de la Empresa Común SESAR, una colaboración público-privada creada para modernizar el sistema de gestión del tráfico aéreo de Europa. Para lograr su objetivo, el consorcio del proyecto investigó el potencial de un registro superficial descentralizado que vincula de forma segura los registros mediante criptografía. Esto permite que varios usuarios realicen cálculos utilizando datos combinados sin revelar lo que introducen de forma individual. «En el centro del sistema se encuentra el controlador», explica Gringinger. «Este transmite información a las compañías aéreas sobre el uso actual del espacio aéreo». Se ha creado una plataforma de IA basada en estas tecnologías que está diseñada para facilitar transacciones de secuencias de franjas horarias más flexibles, rápidas y totalmente privadas. A través de una interfaz gráfica, los usuarios del espacio aéreo pueden introducir sus preferencias de vuelo de forma segura, junto con datos de apoyo. Estos datos se envían al optimizador heurístico del sistema, donde se aplican algoritmos a los datos combinados para encontrar soluciones cada vez mejores en cuanto a la priorización de vuelos. Por último, la herramienta de privacidad de la plataforma evalúa estas listas de vuelo, lo cual ayuda a calcular la mejora obtenida o la compensación debida a cada vuelo en créditos. Los créditos acumulados por las compañías aéreas en el transcurso de múltiples sesiones de intercambio de vuelos se pueden almacenar de forma segura, mientras que la tecnología de cadena de bloques garantiza que las transacciones sean fiables para todas las partes interesadas. «Hemos utilizado datos reales para probar el concepto en varios ensayos de validación», añade Gringinger. «También hemos utilizado datos simulados para crear situaciones realistas y poner a prueba de verdad la idea de SlotMachine».

Mercado de gestión de franjas horarias

Estas simulaciones demostraron que la computación multiparte y la tecnología de cadena de bloques son efectivas a la hora de determinar la secuencia de vuelos óptima para las compañías aéreas y ocultar a la vez información confidencial. El éxito del proyecto sienta las bases para seguir desarrollando lo que podría ser en el futuro un elemento esencial en la gestión del tráfico aéreo. Un mercado fiable y efectivo para intercambiar franjas horarias fomentará un mejor uso de los recursos existentes y conseguirá que las compañías aéreas tengan una mayor eficiencia. Esto reducirá las emisiones y los retrasos. Los logros de SlotMachine se añadirán a la herramienta existente de procesos de priorización basados en usuarios que se está desarrollando en SESAR. Además, se está preparando un proyecto de seguimiento para actualizar la tecnología de SlotMachine e incluir más compañías aéreas. «El objetivo es llevar más rápido los resultados de la investigación al mundo real», afirma Gringinger.

Palabras clave

SlotMachine, compañías aéreas, IA, digital, criptografía, espacio aéreo, SESAR

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