CBL - Campus del Baix Llobregat

Projecte llegit

Títol: Simulación de un Taxibot para el entreno en primera persona

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: PONS PRATS, JORDI

Departament: FIS

Títol: Simulación de un Taxibot para el entreno en primera persona

Data inici oferta: 15-02-2021     Data finalització oferta: 15-10-2021


Estudis d'assignació del projecte:
    DG ENG AERO/SIS TEL
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: EETAC
 
Segon director/a (UPC): MORA SERRANO, FRANCISCO JAVIER
 
Paraules clau:
Aeropuerto, taxi, arrastre de aeronaves, simulación, Unity, TaxiBot, experiencia
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
El sector de la aviación se enfrenta al problema
medioambiental desde diferentes frentes. Un aspecto poco
analizado es la reducción de emisiones en el entorno
aeroportuario. Si bien la reducción de emisiones es mucho
menor a la que se puede conseguir en etapas de vuelo, tiene un
peso relevante en la calidad del aire en el entorno
aeroportuario. Si además añadimos temas de reducción de ruido,
entonces su importancia se incrementa.
El sector está de acuerdo que una de las maneras de reducción
emisiones y ruido aeroportuario pasa por un cambio de
paradigma en las operaciones de tierra. Y para ello, su foco
se centra en la operación de rodadura.
La rodadura (taxi en inglés) afecta a aspectos
medioambientales, pero también de costes operacionales y de
mantenimiento de las compañías. Es un procedimiento habitual
realizar el taxi con un solo motor, para ahorrar combustible,
lo que conlleva desajustes de mantenimiento entre los dos
motores, así como baja temperatura en el segundo motor en el
momento del despegue.
Por ello se ha estado trabajando con un sistema de remolque
que permita realizar la rodadura por medios externos. La
empresa Smart Airport Systems (https://www.smart-airport-
systems.com/), para mencionar un ejemplo, ha desarrollado un
vehiculo tractor que permite esta operación, el llamado
Taxibot (https://www.smart-airport-
systems.com/solutions/taxibot/).
Por otro lado, los errores humanos son una causa importante de
los incidentes en tierra (human_error_ground_incidents.pdf).
Estos incidentes pueden representar pérdidas importantes para
las compañías, y para los pasajeros. Por lo tanto, es
imprescindible reducirlos a toda costa.
La propuesta de TFG se centra en el análisis de los factores
humanos (ergonomía), y errores que se puedan producir en la
operación de vehículos tractores como el mencionado Taxibot.
El análisis a través de la gamificación puede permitir obtener
una herramienta de entreno tanto para conductores, como
tripulaciones, pero también una herramienta para el análisis
de las condiciones ergonómicas de la conducción de dichos
vehículos. Esto incluye un análisis de riesgos derivados de la
ergonomía del puesto de conducción con respecto a los
elementos de señalización del aeropuerto.
Se propone pues, el desarrollo de un producto de simulación
del vehículo, y del entorno aeroportuario, con capacidad de
interacción con el conductor, así como herramienta de análisis
¿externo¿, que permita visualizar:
- Posición/visión del conductor
- Posición/visión de la tripulación de la aeronave
- Visualización y ejecución del proceso de enganche, y
remolque desde Push-back, hasta punto de espera.
- Visualización de la ruta de remolque, así como de la
ruta de retorno. Velocidades diferentes, entornos diferentes,
dinámica del vehículo diferente.
- Simulación dinámica con diferentes condiciones de
visibilidad y meteo, así como diferentes pesos y tamaños de
avión.
-
 
Overview (resum en anglès):
The TaxiBot is a semi-robotic electric vehicle capable of towing aircraft from the boarding gate at the terminal to a runway holding position. The TaxiBot is controlled by the pilot using the regular tiller for nose wheel steering, rudder pedals and brakes within the cockpit. This is one of multiple solutions to reduce fuel consumption on ground operations. This project focuses on the development of a piece of software that simulates the use of a TaxiBot to perform a taxi procedure on a recreated airport. The purpose of the experience is to practice the operation in a risk-free virtual environment.
The TaxiBot is relatively new in aviation and it is not featured in any openly available flight simulation software today. The design phase of the experience entails several important decisions. The reasoning and criteria behind these decisions and the requirements or optional tasks that are derived as a consequence are all valuable information. Along this document, a description of the process that was followed in order to develop the experience, from creating or acquiring assets to scripting the forces that move the simulated vehicles and creating the evaluation systems, is presented.
The same virtual environment could be expanded to provide different experiences, test new vehicles or procedures (as is the case of the TaxiBot) without needing to make another fresh start.
To validate the experience, several users with different expertise levels on the subject tested the application and provided feedback to evaluate different key points like their engagement, what knowledge was gained following the training session and which aspects they would like to see improved.
The experience was well received in the validation session. However, a door remains open to keep researching the subject as a more systematic validation method could provide numerical data on the effectiveness of similar experiences. Additionally, a few proposed functionalities that were not carried out or newer suggestions could be implemented at a later stage to expand on the ideas and developments accomplished in this project.

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