Dissertação

{en_GB=Aircraft Conflict Prioritization and Resolution using the Solution Space Diagram} {} EVALUATED

{pt=No sentido de permitir uma expansão da capacidade do espaço aéreo sem comprometer a segurança em Free Flight, é sugerido um método de resolução de conflictos totalmente automático, descentralizado, implícito e em duas dimensões, baseado no Solution Space Diagram (SSD). O SSD trata-se de um mostrador de tráfego aéreo que permite detectar, resolver e prevenir conflictos, baseando-se na combinação das capacidades de desempenho da aeronave com os Obstáculos de Velocidade (OV) criados por aeronaves na sua proximidade. Os OV representam combinações de rumo e velocidade que não deverão ser assumidas, de modo a prevenir perdas de separação. Uma vez ainda não obtidos resultados satisfatórios neste tópico, o objectivo consistiu em melhorar o SSD como método de resolução de conflictos, usando critérios de prioritização, culminando numa resolução de conflictos sequencial. Esta abordagem permitiu resolver subconjuntos de conflictos em instantes de tempo distintos, baseando-se na urgência dos mesmos. Para testar o desempenho deste método, realizou-se uma análise comparativa entre quatro estratégias de resolução sequencial, o anterior global método SSD e o método Modified Voltage Potential (MVP), utilizando dados obtidos em simulações de tráfego realizadas no ambiente BlueSky. As estratégias desenvolvidas demonstraram melhores desempenhos em relação ao anterior método SSD, em termos de segurança e eficiência, embora comprometendo a estabilidade do espaço aéreo. Porém, o método MVP mostrou-se superior a todas as outras estratégias, no que diz respeito à segurança e eficiência. Tal deveu-se a comportamentos indesejados relacionados com a dinâmica dos OV e selecção de manobras inválidas, aquando do uso do SSD., en=To expand airspace capacity without compromising safety under Free Flight conditions, this thesis presents a fully decentralized, implicit and automated two-dimensional approach to conflict resolution based on the Solution Space Diagram (SSD). The SSD is a proficient traffic display that aims to assist in detecting, resolving and preventing conflicts in a multi-conflict environment, by combining the aircraft's performance limits with the Velocity Obstacles (VOs) created by aircraft operating in its vicinity. VOs represent combinations of velocity and heading based on the current states of aircraft involved, which the ownship should avoid to prevent losses of separation. Because satisfactory results have not yet been achieved in previous research, the goal was to improve the SSD as a conflict resolution method by means of conflict prioritization, thereby suggesting a sequential approach. This approach consisted in resolving different subsets of conflicts each time step, based on their urgency. To test the performance of this method, fast-time simulations were conducted in the BlueSky ATM simulator. A comparative performance analysis was conducted using four different sequential resolution strategies, the former global and unprioritized SSD-method and a proficient pairwise strategy, the Modified Voltage Potential (MVP)-method. Sequential strategies had an overall superior performance over the former SSD-method in terms of safety and efficiency, while compromising airspace stability. Nevertheless, the MVP-method still outperformed any SSD-based strategy in most metrics of safety and efficiency. The reason for this lies in undesired behaviors related to uncoordinated and invalid deconflicting maneuvers, which persisted in all SSD-based strategies.}
{pt=Resolução de Conflictos, Prioritização de Conflictos, Solution Space Diagram, Free Flight, Airborne Separation Assurance System., en=Conflict Resolution, Conflict Prioritization, Solution Space Diagram, Free Flight, Airborne Separation Assurance System.}

Novembro 20, 2018, 9:30

Orientação

ORIENTADOR

Joost Ellerbroek

ORIENTADOR

Rodrigo Martins de Matos Ventura

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar