Determinación de Volúmenes Elementales de Control a partir de la Red de Rutas

Abstract

En este documento se expone el planteamiento utilizado para poder definir las formas que deben tener los volúmenes elementales a partir de los cuales se construirán los sectores de control utilizados por ATC. Estos volúmenes elementales se obtienen atendiendo a la red de rutas y a los puntos en los que existen flujos convergentes de aeronaves. De modo que cuando la red de rutas española se modifique, a consecuencia de la implantación progresiva del espacio aéreo Free Route, los sectores de control utilizados por los servicios de control puedan adaptarse esta nueva red de rutas, sin necesidad de experiencia previa trabajando con ella. El trabajo realizado consiste en un desarrollo software utilizando MATLAB©, en donde a partir del análisis de la información del espacio aéreo superior en el que se realiza la fase de crucero de los vuelos instrumentales (FL230-FL660) proporcionada por el proveedor de servicio de control aéreo ENAIRE, se ha conseguido obtener los volúmenes elementales para la red de rutas atendiendo principalmente a dos criterios. El primer criterio utilizado para la determinación de la geometría de los mismos ha sido la convergencia de aeronaves en determinados puntos del espacio aéreo, denominados puntos conflictivos, según el sentido en el que se recorren las rutas definidas. Es en estos puntos, en los que los controladores deben prestar especial atención ya que pueden producirse conflicto con mayor facilidad que en otros puntos del espacio aéreo. Por otra parte, también es importante que los controladores aéreos requieren de cierto margen de tiempo para detectar y resolver los conflictos en estos sectores de control. Este ha sido el segundo criterio y el intervalo de tiempo considerado como suficiente ha sido de unos dos minutos. En lo referente a la estructura del trabajo, tras explicar la motivación del mismo, se presentan los datos de partida. A continuación, se introduce el concepto de punto conflictivo y se describen las diferentes estrategias consideradas para la obtención de las regiones de protección alrededor de los mismos. Después se detalla la obtención del diagrama de Voronoi, mediante el cual se consigue obtener los diferentes volúmenes elementales en los que se dividirá el espacio aéreo, así como su adaptación a las regiones UIR del espacio aéreo español que es en la que se prestan los servicios de control. Por último se exponen las conclusiones derivadas de la realización de este trabajo y el trabajo futuro que puede desarrollarse para mejorar los resultados obtenidos.

In this document the approach used to define the geometric shapes of the basic volumes, which are the base for build the control sectors used by ATC, is explained. These shapes are obtained considering the route network and the points of this network in which the traffic of aircrafts is convergent. So, when the Spanish route network will be modified due to the Free Route Airspace implementation, the control sectors can be modified with no previous experience needed working with the new route network. To achieve the goal a software development had been made using MATLAB©, by analysing the information obtained from the Spanish air traffic control provider, ENAIRE, for the upper airspace region where the cruise phase of instrumental flights takes place (FL230-FL660). This program allows the user to obtain the control sectors for the route network based on two criteria. The first criterion used is the convergent aircrafts flows to specific points of the airspace, called conflict points, depending on the direction stablish for the different routes. In those points, the controllers must pay special attention and be careful because a conflict between aircrafts can happen more easily than at other parts of the airspace. Also, it is necessary to consider that the controllers need to take their time to detect and solve the conflicts within a control sector. This is the second criteria used and a two-minute interval was supposed to be enough for the controllers. Regarding the structure of the work, after explaining the motivation of the work, the starting data are presented. Next, the concept of a conflict point is explained, and the different strategies considered for obtaining the protection regions around them are described. Then, the steps followed to obtain the Voronoi diagram are detailed. through this diagram is possible to obtain the different basic volumes in which the airspace will be divided. Also in this section, the adaptation of the diagram to the UIR regions of Spanish airspace is presented. Finally, the conclusions derived from the development of this work and the future work that can be done to improve the results obtained are presented.