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H2020

AGENT — Risultato in breve

Project ID: 699313
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.3.4.7.1
Paese: Spagna
Dominio: Trasporti e Mobilità

La condivisione delle operazioni per il massimo dell’efficienza

Un sistema automatizzato sviluppato da un gruppo di scienziati europei è in grado di aiutare i piloti a gestire lo spazio aereo in modo da evitare collisioni in volo riducendo l’onere per i controllori del traffico aereo, eccessivamente oberati di compiti.
La condivisione delle operazioni per il massimo dell’efficienza
Mantenere la distanza minima tra aeromobili è fondamentale per la sicurezza nei cieli. Tuttavia, a causa del continuo incremento del trasporto aereo in Europa, la densità di traffico è in aumento e, di conseguenza, anche la pressione esercitata sui controllori del traffico aereo.

Gli scienziati hanno ora sviluppato un sistema di gestione aeroportato per la separazione dei voli, nell’ambito del progetto finanziato dall’UE AGENT, che utilizza un alto livello di automazione per evitare le collisioni in volo. Il sistema AGENT è progettato per fornire ai piloti e ai controllori del traffico un’analisi in costante evoluzione delle traiettorie di volo e dei rischi di collisione, al fine di sostenere il processo decisionale in situazioni critiche per la sicurezza.

«Il controllo del traffico aereo centralizzato mette pressione sui controllori, ma la premessa del progetto AGENT è che, in una certa misura, la gestione della separazione può essere distribuita e che i piloti possono assumersi la responsabilità di alcune delle operazioni di gestione della separazione sicura dagli aeromobili nelle loro vicinanze», spiega il coordinatore del progetto, Miquel Àngel Piera, del gruppo di ricerca sulla logistica e l’aeronautica presso l’Università autonoma di Barcellona (UAB), in Spagna.

Sebbene gli aeromobili di grandi dimensioni siano normalmente dotati di sistemi anticollisione che monitorano il traffico circostante, gli attuali sistemi fanno solitamente fronte solo a probabili scontri tra due aeromobili. «AGENT è un sistema maggiormente integrato, concepito per esaminare l’intero ecosistema circostante l’aeromobile», afferma il prof. Piera.

Ciò è importante perché risolvere conflitti parallelizzati può a volte generarne di nuovi, «per cui si tratta di gestirli tutti assieme», afferma. Il sistema prende inoltre in considerazione il combustibile in volo e l’efficienza in termini di tempo.

Dati e combinazioni

Il sistema AGENT utilizza una grande quantità di dati accumulati dall’Organizzazione europea per la sicurezza della navigazione aerea, EUROCONTROL, oltre a dati sulla sicurezza aerea, e la modellizzazione predittiva delle manovre e traiettorie di volo per analizzare tutte le possibili combinazioni al fine di risolvere i problemi entro un determinato periodo di tempo.

«In primo luogo il sistema di AGENT calcola questo periodo di tempo e poi, qualche minuto prima del punto minimo di accostamento, ovvero il punto in cui potrebbe avvenire la collisione, iniziano le attività di gestione», afferma il prof. Piera. «Il carico computazionale è relativamente efficiente: in meno di un secondo, AGENT è in grado di fornire numerose possibili soluzioni».

Successivamente, l’algoritmo di AGENT individua gli spazi aerei senza conflitti e vengono avviati i protocolli di comunicazione machine-to-machine per agevolare la gestione. Nell’ambito delle simulazioni sviluppate da AGENT, «i computer (di bordo) si inviano reciprocamente informazioni attraverso un’interfaccia che indica le loro preferenze e le risoluzioni che non accetterebbero», spiega il prof. Piera.

Il controllore al suolo riceve le combinazioni, fornisce una finestra temporale ai piloti per le attività di gestione e può anche intervenire per fornire una risoluzione coatta. «In condizioni di pressione temporale è necessario raggiungere degli accordi, anche nel caso in cui non rappresentino la miglior soluzione possibile», sostiene il prof. Piera.

Le possibili risoluzioni cambiano costantemente: «Cinque minuti prima del punto minimo di accostamento potrebbero essere possibili 1 000 diverse combinazioni di risoluzione, come ad esempio un incremento di altitudine o una svolta a destra o a sinistra. Solo un minuto più tardi le risoluzioni possibili potrebbero scendere a 100, quindi è necessario raggiungere molto rapidamente un consenso comune», spiega il prof. Piera.

Simulatore a libero accesso

Questi strumenti sono stati integrati in un dimostratore aperto disponibile gratuitamente per gli scienziati, che ha convalidato i risultati utilizzando situazioni simulate. «Siamo stati in grado di risolvere tutti i conflitti rilevati in una situazione di traffico a bassa densità. Abbiamo leggermente incrementato il traffico sintetico, del 20 %, e siamo comunque stati in grado di risolvere tutti i problemi», afferma il prof. Piera. La ricerca continuerà con «incrementi realistici» di densità del traffico, aggiunge.

Nelle prime prove, tutte le attività di gestione automatizzate erano state cooperative. Sono in corso esperimenti di ricerca per analizzare cosa possa succedere in ambienti ostili con agenti «non cooperativi».

Piera afferma anche che la prossima fase consisterà nel coinvolgere i controllori del traffico aereo e i piloti nello sviluppo di tutti gli strumenti da utilizzare negli aerei in volo. Sebbene l’uso in tempo reale sia ancora molto lontano, essendo necessarie delle prove prima che il sistema possa essere utilizzato dai piloti, è già pronto per essere impiegato in tempo reale con sistemi aerei a pilotaggio remoto o droni in comunicazione reciproca, sostiene infine il professore.

Keywords

AGENT, controllo del traffico aereo, aerospazio, trasporto, sistemi aerei a pilotaggio remoto, droni, veicoli senza conducente, piloti, sicurezza