¿Cómo se define el algoritmo del aeropuerto de Heathrow?

¿Cómo se define el algoritmo del aeropuerto de Heathrow?

Diseñar la pista de aterrizaje perfecta para un aeropuerto

ResumenEn este artículo nos centramos en el sistema de salidas del aeropuerto londinense de Heathrow, uno de los más transitados del mundo. Reducir el retraso de los aviones que esperan el despegue con los motores en marcha disminuiría el uso de combustible y tendría los consiguientes beneficios en cuanto a costes y contaminación. Explicamos cómo funciona actualmente el sistema de salidas en Heathrow y describimos las distintas restricciones que se aplican a los horarios de despegue. Se presenta un modelo para el problema de la orden de despegue desde el punto de vista del controlador de pista, la persona responsable de la programación del despegue. Se investigan los efectos de cada restricción y combinación de restricciones, utilizando una simulación del sistema de salidas de Heathrow. El papel del controlador de pista en la simulación se realiza mediante una búsqueda que fue diseñada para formar la base de un sistema de apoyo a la decisión en línea. Tanto la simulación como el sistema de apoyo a la decisión se describen por completo. Utilizamos los resultados para evaluar el efecto sobre el retraso que cabría esperar de diversos cambios que podrían introducirse en el sistema de salida. Terminamos el artículo extrayendo conclusiones sobre la eficacia prevista de los distintos cambios que podrían introducirse en el sistema de salida y nos centramos en una nueva oportunidad para la investigación de apoyo a la decisión.

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El profesor Dr. Jason Atkin, de la Facultad de Informática de la Universidad, apareció en el programa de la BBC “The Secret Rules of Modern Living: Algorithms’ de la BBC, emitido el jueves 24 de septiembre de 2015 y disponible en BBC iPlayer.    En el documental, el Dr. Atkin, que forma parte del grupo de investigación de Programación, Optimización y Planificación Automatizadas (ASAP) de la Universidad y representante del Instituto de Tecnología Aeroespacial, explicó cómo un enfoque heurístico ha permitido a su grupo de investigación desarrollar un algoritmo para predecir los tiempos de despegue de los aviones en el aeropuerto londinense de Heathrow antes incluso de que salgan de sus puestos, lo que permite mejorar otras operaciones aeroportuarias. El reto de los controladores aéreos de Heathrow es maximizar el número de aviones que salen cada hora. Sin embargo, hay que tener en cuenta numerosos parámetros a la hora de secuenciar las salidas, lo que hace que la ordenación eficiente y segura de los aviones sea extremadamente compleja en un aeropuerto que es el más transitado de Europa. El algoritmo desarrollado por el equipo de ASAP predice el orden probable de despegue y avisa al Control de Tráfico Aéreo del momento en que cada avión debe “retroceder” desde su respectiva puerta. Esto significa que los motores del avión pueden encenderse más tarde, reduciendo así el consumo de combustible y los retrasos de los pasajeros.

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donde “a” corresponde al vuelo de llegada, “p” al aparcamiento y “d” a las actividades del vuelo de salida) del grupo j se asigna a la puerta i o cero en caso contrario. El grado de reducción del tiempo de servicio para la asignación de la actividad k del vuelo j está representado por

En los apartados siguientes, el único caso que se considera es aquel en el que el aparcamiento de un vuelo de llegada y/o salida puede asignarse a la misma caseta que la actividad de llegada o salida, o a la caseta ficticia remota, Figura 4.

En el AGAP la actividad k del grupo j puede tomar los valores a, p o d (Pj = 3) mientras que en el ABSSAP la actividad p se representaba como un número entero (1 ≤ p ≤ Pj). Sin embargo, en el AGAP y se refiere a las aeronaves, y existen restricciones adicionales que no permiten asignar las actividades de estacionamiento a otros puestos que no sean el puesto de estacionamiento ficticio (también llamado puesto remoto ficticio), o sus correspondientes puestos de llegada y salida. Las operaciones representadas por “a”, “p” y “d” se refieren a las operaciones de llegada, estacionamiento y salida, respectivamente, de un mismo avión.

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La planificación del vuelo es el proceso de elaboración de un plan de vuelo para describir un vuelo de aeronave propuesto. Implica dos aspectos críticos para la seguridad: el cálculo del combustible, para garantizar que la aeronave pueda llegar con seguridad al destino, y el cumplimiento de los requisitos de control del tráfico aéreo, para minimizar el riesgo de colisión en el aire. Además, los planificadores de vuelos normalmente desean minimizar el coste del vuelo mediante la elección adecuada de la ruta, la altura y la velocidad, y cargando el mínimo de combustible necesario a bordo. Los Servicios de Tráfico Aéreo (ATS) utilizan el plan de vuelo completado para la separación de las aeronaves en los servicios de gestión del tráfico aéreo, incluyendo el seguimiento y la localización de aeronaves perdidas, durante las misiones de búsqueda y rescate (SAR).

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