Detecção e resolução de conflitos em ATM utilizando modelagens de trajetórias 4D baseadas em banco de dados NoSQL e algoritmos de busca

Abstract

Os avanços tecnológicos aumentaram significativamente a quantidade de dados gerados em vários domínios, incluindo o transporte aéreo. O tratamento correto desse grande volume de dados pode trazer resultados importantes, pois torna a tomada de decisão mais precisa. Neste sentido, com foco no novo paradigma de Operações Baseadas em Trajetórias (TBO) do Gerenciamento de Tráfego Aéreo (ATM), este trabalho apresenta duas modelagens para detecção e resolução de conflitos (CDR): a primeira baseada em banco de dados NoSQL e algoritmos de busca; e a segunda, denominada 4DNavMCTS, que aplica os conceitos de Monte Carlo Tree Search (MCTS) e Modelos de Espaço Vetorial (MEV) também a uma modelagem baseada em banco de dados NoSQL. Os principais objetivos alcançados com a pesquisa foram: i) aumento da segurança para o ATM; ii) processamento de grandes volumes de dados gerados pelo tráfego regional e global em navegação 4D; iii) tratamento de incertezas de fatores humanos e ambientais, como clima e temperatura; e iv) gerenciamento das trajetórias de forma a garantir cenários livres de conflito, mesmo com eventuais intervenções do próprio modelo. Os testes mostraram que a primeira modelagem possibilitou a identificação, no pior caso, de todos os conflitos em no máximo 1,5 milissegundos, e a resolução de todos os conflitos simulados, no cenário mais complexo, isto é, 30 aeronaves com 30 trajetórias para cada aeronave (espaço de busca de 1044 estados possíveis), em 47,6 segundos. Já a segunda abordagem também obteve resultados satisfatórios, com eliminação, em média, de 98,95% das zonas de conflito, com aproximadamente 1/4 das intervenções no espaço aéreo em comparação com o método alternativo.