Tesis:
Análisis de aplicabilidad de la tecnología de redes neuronales a la resolución óptima de conflictos entre aeronaves en ruta en escenarios "Free Flight" multiaeronaves
- Autor: ARNALDO VALDÉS, Rosa María
- Título: Análisis de aplicabilidad de la tecnología de redes neuronales a la resolución óptima de conflictos entre aeronaves en ruta en escenarios "Free Flight" multiaeronaves
- Fecha: 2004
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AERONAUTICOS
- Departamentos: INFRAESTRUCTURAS, SISTEMAS AEROESPACIALES Y AEROPUERTOS
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: SAEZ NIETO, Francisco Javier
- Resumen: Los avances tecnológicos tanto en la navegación como en la transmisión de datos permiten vislumbrar un futuro en el que las aeronaves pueden planificar y volar trayectorias en un entorno con presencia de otras aeronaves, sin ayuda ni guía desde tierra. Este concepto, que se expresa en ocasiones como Free Flight, proporcionará nuevos grados de libertad a la operación, a la vez que presentará nuevas complejidades y problemáticas en la gestión segura del tráfico. En particular la detección y resolución de conflictos entre múltiples aeronaves es un problema básico en control de tráfico aéreo que ha sido tradicionalmente estudiado mediante técnicas y aproximaciones matemáticas clásicas, si bien adolece actualmente de una carencia de modelos eficientes para la detección y resolución de conflictos en entornos multiaeronaves. Esa carencia hace de la aplicación de meta-heurísticos, para la resolución de esta problemática, un área de desarrollo en estado incipiente, por lo cual constituye un marco de actuación adecuado para el desarrollo de una Tesis Doctoral. Así pues, el objetivo de esta tesis doctoral es el análisis de la aplicabilidad de la tecnología de redes neuronales a la resolución de conflictos, mediante el desarrollo y/o adaptación de redes neuronales para la resolución óptima de conflictos entre aeronaves en ruta, en un entorno Free Flight multiaeronave. En particular, la aproximación que se desarrolla en este trabajo, y que denominaremos ley de guiado para la resolución de conflictos, considera la optimización de una función objetivo constituida por las perturbaciones mínimas, respecto de la trayectoria nominal prevista, necesaria para evitar conflictos. El trabajo realizado en esta tesis aporta: 1.- La confirmación y demostración de la aplicabilidad de las redes neuronales de Hopfield a la resolución de conflictos en entornos multiaeronaves. 2.- La identificación de dos propuestas generales de modelización o líneas de investigación para la aplicación de las redes de Hopfield al problema tratado. Una de ellas modeliza el espacio circundante a la aeronave, y la otra modeliza las variables de estado y de control de cada aeronave. 3.- La explotación de la segunda de estas líneas de investigación, mediante el desarrollo, aplicación y evaluación de cinco casos o algoritmos diferentes, cada uno de ellos correspondiendo a una etapa incremental de complejidad. 4.- Finalmente, la generación de un algoritmo óptimo, extensible a un número múltiple de aeronaves, capaz de optimizar la trayectoria de las mismas a partir de sus variables de control, respetando todas las restricciones necesarias en términos de separaciones y de acotación de las variables de control. Podemos afirmar, por tanto, que efectivamente hemos desarrollado una red convergente que permite resolver el problema de la resolución de conflictos entre aeronaves con el nivel de complejidad máximo en cuanto a restricciones. Como ventaja adicional esta red es extensible a un número múltiple de aeronaves y no requiere entrenamiento. Es decir, que existe una red que permite la resolución óptima del problema. La continuación de esta línea de investigación consistiría en el desarrollo de los siguientes aspectos: Completar la explotación del algoritmo final mediante el análisis de distintas geometrías de conflictos y la sistematización del uso individual o combinado de las variables de control para resolver una situación de conflicto. Desarrollar, al mismo nivel que el alcanzado en el presente trabajo, la otra posibilidad de modelización apoyada en el uso de redes discretas de Hopfield y la discretización del espacio físico en torno a la aeronave.