Análise e Regulação da Capacidade de uma Área Terminal de Voo

• Autor(a) principal: Oliveira, Adriana Isabel Freitas
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/11674
• topic: Área Terminal; Capacidade do Espaço Aéreo; Congestionamento; Fluxo de Tráfego Aéreo; H8; Regulação; Teoria de Controlo; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Aeronáutica

Nos últimos anos, a procura por serviços de aviação aumentou significativamente. Tal procura veio evidenciar o estado de saturação com que está a funcionar o Sistema de Gestão do Tráfego Aéreo português e europeu. Há uma capacidade inadequada, tanto do setor de Controlo de Tráfego Aéreo, como da infraestrutura do aeroporto em si, mas há principalmente uma má gestão dos recursos disponíveis, nomeadamente do espaço aéreo. É amplamente reconhecido que, de modo a acomodar o aumento de tráfego, um nível avançado de automatização é necessário. O presente trabalho interpreta o problema de gestão como um problema de regulação de capacidade. O nosso objetivo é desenvolver um método de controlo de fluxo de tráfego aéreo, capaz de regular a capacidade ao nível das secções do espaço e evitar assim a saturação da TMA (e consequente saturação do aeroporto). Neste contexto, TMA ­ Área Terminal, diz respeito ao espaço aéreo circundante de um aeroporto, com limites verticais e horizontais bem definidos. Estudamos um caso real. Utilizando uma abordagem Euleriana, modelamos o ambiente de tráfego aéreo entre Madrid e Lisboa. A abordagem Euleriana permite agregar espacialmente grupos de aeronaves com dinâmicas de voo idênticas, através da divisão do espaço aéreo em secções, ao invés de estudar a trajetória individual de cada aeronave presente no espaço. A solução apresentada para o problema de saturação vem sob a forma de fluxos de tráfego desejados, de saída e de entrada, das secções do espaço. Sabemos que todos os aeroportos têm uma taxa de aterragem máxima que deve ser respeitada, se queremos evitar saturação. Assim, desenvolvemos uma estratégia de controlo de fluxo com base na teoria de controlo robusto de H8. A capacidade da TMA, modelada como sendo a saída controlada do nosso sistema, deverá ser igual a uma referência teórica de capacidade imposta, durante todo o período de simulação. Isto garante que, caso existam restrições de capacidade no aeroporto de destino, estas serão cumpridas. Os resultados obtidos mostram um controlo capaz de acomodar distúrbios e eficaz a garantir que o sistema cumpre com as restrições de capacidade impostas. Um sobre­esforço inicial do controlador força a saída a ser superior à referência teórica, mas rapidamemte o sistema volta à referência desejada, seguindo­a. Apesar da estabilização em circuito fechado não ter sido atingida totalmente no caso prático, o sistema tem um comportamento satisfatório e de acordo com os objetivos propostos. Mesmo num caso extremo, em que o sistema tem que seguir a referência teórica imposta, o controlo foi eficiente. Os resultados sugerem que o método de controlo desenvolvido é eficaz na regulação do fluxo de tráfego aéreo. Neste contexto, o método proposto poderá ser uma mais valia num ambiente de gestão de fluxo ­ quer seja utilizado de uma forma automática, ou como auxiliar de decisão dos controladores aéreos durante as suas operações e procedimentos diários de gestão de fluxos de tráfego. Uma aplicação direta do método desenvolvido é a sua utilização na previsão de saturação das zonas do espaço aéreo. Em 2007 foi lançado o Projeto SESAR, o qual visa tornar o espaço aéreo e a sua gestão mais flexíveis e eficientes, por meio de novas tecnologias e um nível elevado de automatização. Neste âmbito, o método desenvolvido seria uma mais valia, uma vez que está intimamente ligado a uma redução de congestionamento do espaço aéreo, através de um controlo mais intuitivo e eficaz na previsão de saturação.