Universidad
Politécnica de Madrid

14.10.24

La digitalización se impone en todos los campos en los que la tecnología está presente, también en el ámbito de la gestión del tráfico aéreo. El proyecto AWARE (Achieving human-machine collaboration with artificial situational awareness) y el proyecto ATMACA (Air Traffic Management and Communication Over ATN/IPS), pertenecientes al programa europeo SESAR, buscan desarrollar e implementar nuevas tecnologías con el fin de mejorar la gestión del tráfico aéreo (ATM, de sus siglas en inglés). En estas investigaciones, financiadas por SESAR Joint Undertaking en el marco del programa Horizontes de la UE 2020, participan investigadores del Grupo de Investigación en Navegación Aérea (GINA) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

Proyecto AWARE

El nuevo escenario existente en los centros de control del tránsito aéreo, donde la automatización va ganando terreno, pasando de un sistema centrado en el controlador a un sistema automatizado que le apoya y asiste, conlleva una evolución tanto de las tareas como de la conciencia situacional del controlador. Esta última alude a la percepción que tiene el profesional del espacio aéreo bajo su control y las aeronaves que operan en él con respecto al ambiente dinámico del vuelo, lo que le permite adelantarse a lo que va a suceder y tomar decisiones acertadas para gestionar eficientemente el tráfico aéreo.

AWARE (Achieving human-machine collaboration with artificial situational awareness) es la continuación del proyecto AISA, en el que ya participó GINA, y tiene como objetivo conseguir la colaboración ser humano–máquina mediante un sistema de inteligencia artificial que sea consciente de la labor humana. “El proyecto pretende desarrollar una aplicación de IA que actúe como asistente de los controladores aéreos, de manera que permita la automatización de tareas y la reducción de la carga de trabajo (incrementando los niveles de eficiencia, capacidad y seguridad existentes)”, explica Javier Alberto Pérez Castán, investigador de GINA.

El proyecto AWARE está coordinado por la Facultad de Ciencias del Transporte y del Tráfico de la Universidad de Zagreb y completan el consorcio europeo otras cuatro universidades: Johaness Kepler Universidad de Linz, Universidad de Ciencias Aplicadas de Zurich, y Universidad Politécnica de Madrid (UPM); tres proveedores de servicios de navegación aérea, Tern Systems, Ukrainian State Air Traffic Services Enterprise y Luftfartsverket; una pyme: Slot Consulting, y la principal asociación de controladores aéreos mundial IFATCA.

La participación de la UPM se concreta en dos paquetes de trabajo, responsabilidad de GINA. El primero de ellos consiste en desarrollar una herramienta de detección y resolución de conflictos que de soporte al controlador. Esta herramienta tiene como finalidad dar validez a la inclusión de un conjunto de herramientas que den soporte en la realización de tareas al controlador aéreo. En el segundo, GINA es el cargado de liderar un análisis de amenazas para los distintos niveles de automatización que se pretenden alcanzar con la integración de la IA con el controlador aéreo, así como sus riesgos y la propuesta de medidas de mitigación.

Proyecto ATMACA

El proyecto ATMACA (Air Traffic Management and Communication over ATN/IPS) se centra en las comunicaciones aire-tierra y la gestión del tráfico aéreo. Utilizando la red de telecomunicaciones aeronáuticas (ATN), basada en el conjunto de protocolos de Internet (IPS), el proyecto abarca todas las fases del vuelo. “Su objetivo es desarrollar una solución innovadora que permita una comunicación aire-tierra eficaz, fluida e interoperable, así como un entorno digital para la monitorización y gestión de vuelos”, sostiene Rosa María Arnaldo, investigadora principal del proyecto.

Las principales metas a alcanzar incluyen: la integración aire-tierra, facilitando la integración global de redes de comunicación actuales y futuras y apoyando la iniciativa de innovación del Plan Maestro de ATM Europeo 2020 de SESAR; la comunicación Datalink basada en IP, introduciendo la gestión de movilidad a nivel de aplicación para ATN y usando los equipos comerciales disponibles, y el desarrollo de la interfaz humano-máquina de próxima generación, procesando datos de alta calidad y facilitando las interacciones con aplicaciones y servicios aeronáuticos.

 La solución será validada mediante simulaciones y pruebas en tiempo real. La responsabilidad de la UPM en ATMACA se centra en el desarrollo e implementación de servicios de tránsito aéreo (ATS) soportados por el nuevo protocolo de comunicaciones IP propuesto por el proyecto. La UPM diseñará el intercambio de mensaje digitales ATS que formen parte de las aplicaciones DLIC (Datalink Initiation Capability), CPDLC (Controller Pilot Data Link Communication), Digital Strip, Air Traffic Control Clearances (ACL), y GRO (Green Route Operations).  Las aplicaciones DLIC permiten la movilidad y la continuidad del servicio durante el roaming dentro de la red de comunicaciones aeronáuticas al proporcionar la información necesaria para facilitar la gestión de la comunicación por enlace de datos. El CPDLC permitirá el intercambio de mensajes digitales entre piloto y controlador en operaciones de rutina en ruta donde la comunicación de voz se considere ineficiente o innecesaria. Las autorizaciones de control (ACL) permiten intercambios, autorizaciones e instrucciones del ATC y los mensajes GRO permitirán optimizar las trayectorias de las aeronaves para un mínimo impacto medioambiental.

 El consorcio de este proyecto incluye universidades y socios industriales. Las cuatro universidades son: la universidad turca Eskisehir Teknik Üniversitesi (que coordina el proyecto), la UPM, De Monfort University (Reino Unido) y École Nationale de L’Avition Civile (Francia), mientras que entre los socios industriales se encuentran: un centro de investigación italiano (Deep Blue SRL), la compañía aérea turca (Turkish Airlines), y un proveedor de servicios de tránsito aéreo español (Saerco SL).

Durante los dos años y medio de duración del proyecto, se incorporarán al mismo varios estudiantes de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE), a través de prácticas curriculares y extracurriculares. “Lo harán con un doble objetivo, acercarse a las líneas de investigación tanto de GINA como del departamento de Sistemas Aeroespaciales, Transporte Aéreo y Aeropuertos (SATAA) y, en el caso de los estudiantes de los últimos años de grado y máster, además tener la oportunidad de trabajar en un campo relacionado con su ámbito de estudio”, afirman desde GINA.