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H2020

AGENT — Résultat en bref

Project ID: 699313
Financé au titre de: H2020-EU.3.4.7.1
Pays: Espagne
Domaine: Transports et Mobilité

Répartir les tâches pour accroître l’efficacité

Un système automatisé mis au point par des scientifiques financés par l’UE permet d'assister les pilotes dans la négociation de l'utilisation de l’espace aérien afin d’éviter les collisions en vol, et contribue ainsi à diminuer la charge de travail des contrôleurs aériens souvent débordés.
Répartir les tâches pour accroître l’efficacité
Le maintien d’une distance de sécurité entre les aéronefs est un élément primordial de la sécurité aérienne. Mais, en Europe, le trafic aérien est un secteur en forte croissance, ce qui augmente la densité du trafic et, partant, la pression qui pèse sur les contrôleurs aériens.

Aujourd’hui, dans le cadre du projet AGENT financé par l’UE, les scientifiques ont mis au point un système collaboratif de gestion des vols qui a recours à un haut niveau d’automatisation pour éviter les collisions en vol. Le système AGENT est conçu pour fournir aux pilotes et aux contrôleurs aériens une analyse actualisée en permanence des trajectoires de vol, des itinéraires et des risques de collision afin de les aider à prendre des décisions dans les situations critiques où la sécurité est en jeu.

«Un système de contrôle aérien centralisé exerce une forte pression sur les contrôleurs. Et le postulat de départ du projet AGENT est justement que la gestion de la séparation des aéronefs peut être en partie déléguée, les pilotes se chargeant de certaines tâches pour négocier une distance de sécurité adéquate avec les appareils volant à proximité», explique Miquel Àngel Piera, coordinateur du projet, membre du groupe de recherche sur la logistique et l’aéronautique de l’Université autonome de Barcelone (UAB), en Espagne.

Les gros avions de passagers sont généralement équipés de systèmes d’évitement des collisions qui surveillent le trafic environnant, mais ils ne traitent que des rencontres probables entre deux appareils. «AGENT est un système plus intégré, conçu pour examiner l’ensemble de l’écosystème autour de l’avion», explique le professeur Piera.

Cet aspect est important parce que la résolution de conflits par paire peut parfois en générer d’autres, «il s’agit donc de négocier en les prenant tous en compte», explique-t-il. AGENT prend également en considération l'efficacité en matière de consommation de carburant et de temps de vol.

Données et combinaisons

Pour analyser toutes les combinaisons possibles afin de résoudre un problème dans un délai donné, le système AGENT utilise une énorme quantité de données réunies par l’Organisation européenne pour la sécurité de la navigation aérienne, EUROCONTROL, d’autres données sur la sécurité aérienne et la modélisation prédictive des manœuvres et trajectoires de vol.

«Tout d’abord, le système AGENT calcule le délai, puis les négociations commencent quelques minutes avant d'atteindre le point d’approche minimal (CPA), point auquel une collision pourrait se produire», poursuit le professeur Piera. «Étant donné la charge de calcul, le système est relativement efficace: AGENT est capable de fournir en moins d’une seconde un grand nombre de solutions réalisables.»

Ensuite, l’algorithme d’AGENT identifie les espaces aériens sans conflit, et les protocoles de communication de machine à machine interviennent pour faciliter la négociation. Dans le cadre des simulations développées par AGENT, «les ordinateurs (de bord) s’envoient des informations par le biais d’une interface qui indique leurs préférences et les résolutions qu’ils n’accepteraient pas», explique le professeur Piera.

Le contrôleur au sol reçoit les combinaisons, fournit une fenêtre temporelle aux pilotes pour négocier, et peut également intervenir pour leur communiquer une résolution imposée. «Dans l’urgence, il faut parvenir à un accord, même si celui-ci ne représente pas la solution idéale», précise le professeur Piera.

Les résolutions possibles changent constamment. «Cinq minutes avant le CPA, vous pouvez avoir 1 000 combinaisons possibles pour la résolution: monter (plus haut), tourner vers la gauche ou la droite, par exemple. Une minute plus tard, ce nombre de résolutions peut descendre à seulement 100, si bien qu’il faut parvenir à un consensus très rapidement», explique le professeur Piera.

Simulateur à accès ouvert

Ces outils ont été intégrés dans un démonstrateur ouvert, librement accessible aux scientifiques, et qui a validé les résultats à l’aide de scénarios simulés. «Nous avons pu résoudre tous les conflits détectés dans une situation de faible densité de trafic. Nous avons augmenté légèrement, de 20 %, le trafic synthétique et nous étions encore capables de résoudre tous les problèmes», déclare le professeur Piera. La recherche se poursuivra avec des «augmentations réalistes» de la densité du trafic, ajoute-t-il.

Au cours des premiers essais, toutes les négociations automatisées se sont déroulées dans un esprit de coopération. Des expériences de recherche sont en cours pour analyser ce qui se passe dans des environnements hostiles avec des agents «non coopératifs».

La prochaine étape consistera à faire participer les contrôleurs aériens et les pilotes à la mise au point de l’outil complet qui sera utilisé dans les avions en vol, dit-il. En revanche, l’utilisation en temps réel n’est pas pour demain, des essais étant nécessaires avant qu’elle puisse être utilisée par les pilotes. Cette technologie est néanmoins prête à être déployée en temps réel avec des systèmes d’aéronefs pilotés à distance (RPAS) ou des drones communiquant entre eux, poursuit-il.

Mots-clés

AGENT, contrôle de la circulation aérienne, aéronautique, transport, ARPAS, drones, véhicules sans conducteur, pilotes, sécurité