Divisão de Engenharia Civil Ano: 2024
(Turma 2024, TGs 2024)
Data-driven approach for operational evaluation of airspace design (pdf 4,8 MB)
Autor: Gabriel Lessa de Araújo
Orientador(es): Mayara Condé Rocha Murça
Relator(es): Marcelo Xavier Guterres
Ano: 2024
Resumo:
O avanço do Gerenciamento de Tráfego Aéreo, com a implementação de novas estruturas
de espaço aéreo, sistemas e procedimentos, é crucial para a melhoria do desempenho
econômico e ambiental da aviação. Para isso, são necessárias avaliações operacionais detalhadas de diferentes soluções de desenho e gestão do espaço aéreo através de análise
avançada de dados. Este estudo analisa as operações no espaço aéreo terminal para os
principais aeroportos brasileiros usando dados históricos de larga escala de rastreamento
de voos e informações aeronáuticas. Primeiramente, um método de classificação de trajetória é desenvolvido para identificar o uso real de procedimentos operacionais padrão de
chegada pelos voos. Diversos indicadores de desempenho são então propostos para avaliar
o uso real da estrutura do espaço aéreo terminal e quantificar a eficiência e a conformidade
das trajetórias de voo. Os resultados revelam uma distribuição não uniforme do tráfego nos
procedimentos de chegada para a maioria dos aeroportos, bem como uma elevada variabilidade de desempenho entre aeroportos e seus respectivos procedimentos. De forma geral,
é possível observar que os procedimentos mais utilizados estão associados a níveis mais
altos de conformidade da trajetória, enquanto aeroportos mais movimentados mostram
trajetórias menos aderentes. Indicadores específicos são criados para avaliar o novo desenho de espaço aéreo, baseado no conceito Point Merge, no Aeroporto Internacional de
São Paulo/Guarulhos. Os resultados mostram uma utilização significativa, porém desbalanceada, dos arcos de sequenciamento do sistema Point Merge para a absorção de atrasos
durante as operações táticas. Destaca-se também preferências do controle de tráfego aéreo
e oportunidades de aperfeiçoamento no gerenciamento de atrasos.
Abstract:
Advancing Air Traffic Management with the implementation of novel airspace structures,
systems and procedures is crucial to enhancing the economic and environmental performance of aviation. This requires detailed operational evaluations of different airspace
design and management solutions through advanced data analysis. This work analyzes
the terminal airspace operations for the major Brazilian airports using large-scale historical aircraft tracking data and aeronautical information data. A trajectory classification
method is first developed to identify the actual use of standard operational procedures by
arrival traffic. Several performance indicators are then proposed to evaluate the actual
utilization of the terminal airspace structure and to quantify trajectory efficiency and
conformance. The results reveal an uneven distribution of traffic across arrival procedures for most airports and a high variability in performance across airports and their
procedures. Overall, we observe that the most frequently used procedures are generally
associated with higher levels of trajectory conformance, while busier airports show less
adherent trajectories. Specific indicators are created to analyze the novel Point Merge
airspace design at Sao Paulo/Guarulhos International Airport. The results show a significant but unbalanced utilization of the Point Merge sequencing legs for delay absorption
during tactical operations. The findings also highlight air traffic control preferences and
opportunities for further improvements in delay management.
