La UPC participa en un projecte d'Intel·ligència Artificial per augmentar la seguretat aèria davant tempestes

El projecte de recerca europeu START, coordinat per la Universitat Carlos III de Madrid (UC3M) i en el qual participen la UPC i actors importants del panorama aeronàutic, combina el Big Data i la Intel·ligència Artificial per desenvolupar algorismes que permetin optimitzar la xarxa del trànsit aeri quan existeixen fenòmens tempestuosos. Gràcies a això, es milloraria la seguretat i puntualitat dels vols i es reduirien les pèrdues econòmiques associades a retards i cancel·lacions.

27/11/2020

A vegades, els avions han de canviar el seu pla de vol davant esdeveniments imprevistos, com succeeix quan es genera una tempesta. Aquests fenòmens meteorològics, que poden venir acompanyats de calamarsa i aparell elèctric, són difícils de pronosticar: se sap que poden aparèixer en una zona àmplia, però és difícil saber quan o on es produirà el focus tempestuós amb exactitud. El projecte START està coordinat per la Universitat Carlos III de Madrid (UC3M) i compta amb la participació de dos investigadors de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), Xavier Prats i Jordi Pons, membres del grup de recerca  Intelligent Communications and Avionics for Robust Unmanned Aerial Systems (ICARUS), juntament amb altres actors importants del panorama aeronàutic.

L'objectiu de START és el desenvolupament d'algoritmes de recerca per a l'optimització de la xarxa de transport aeri en termes de resiliència (la capacitat de recuperació del sistema) davant aquest tipus de fenòmens disruptius. “Les tempestes que analitzem en aquest projecte són de tipus convectiu, típicament cumulonimbus (un tipus de núvols), que són molt energètiques i perilloses per a un avió en vol, de manera que els pilots tendeixen a evitar-les sistemàticament”, explica el coordinador del projecte, Manuel Soler, del Departament de Bioenginyeria i Enginyeria Aeroespacial de la UC3M. A més de pluja intensa, aquestes tempestes sovint presenten calamarsa, fenòmens turbulents i aparell elèctric, i poden arribar a bloquejar un aeroport o grans corredors de l'espai aeri.

“A l'hora de desenvolupar aquests algoritmes és important que siguin resilients, és a dir, que permetin reaccionar de manera automàtica a les tempestes i recuperar el sistema. D'aquesta manera, es podrien planificar els vols sabent que en una zona determinada existeix una certa probabilitat d'ocurrència de tempestes, encara que no se sàpiga el lloc ni l'hora concreta”, explica l'investigador. A més, el sistema també tindrà en compte altres factors que poden provocar una certa incertesa a l'hora de planificar vols, com els diferents models d'aeronaus en funcionament, el pes i la càrrega d'aquestes, les ratxes de vent o els intents d'enlairament i aterratge.

El resultat final del projecte —avancen els científics— serà un software de planificació de vol que permetrà millorar els indicadors del sistema del transport aeri, reduint els retards, augmentant la seva capacitat i millorant la seguretat. A més, també millorarà els indicadors econòmics de les aerolínies, en reduir els seus costos i augmentar els seus ingressos amb la millora en la puntualitat dels vols.

A nivell metodològic, aquest projecte requereix un enfocament multidisciplinari. D'una banda, per caracteritzar la incertesa de tots els elements que componen el trànsit aeri els científics utilitzen la Intel·ligència Artificial, emprant un model epidemiològic per a simular com es propaguen els retards en el sistema a nivell de xarxa. D'altra banda, utilitzen el Big Data (ciència de dades) per analitzar com es poden processar grans volums d'informació de manera contínua, a més del desenvolupament dels citats algoritmes d'optimització de vols.

START (A Stable and resilienT ATM by inTegrating Robust airline operations into the neTwork) és un projecte científic europeu finançat per la Comissió Europea (GA 893204) que ha arrencat enguany i durarà fins al 2022. Està coordinat per la UC3M i compta amb la participació de socis de cinc països europeus: Boeing Deutschland (Alemanya), el Centre Aeroespacial Alemany (DLR), l'Escola Nacional d'Aviació Civil (França), la companyia de planificació de vols Flightkeys (Àustria), la UPC i la Universitat Tècnica d'Istanbul (Turquia).