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Projecte llegit

Títol: Puesta en marcha de una herramienta para la medición de la eficiencia operativa en vuelo mediante la comparativa con trayectorias óptimas

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: PRATS MENÉNDEZ, XAVIER

Departament: FIS

Títol: Puesta en marcha de una herramienta para la medición de la eficiencia operativa en vuelo mediante la comparativa con trayectorias óptimas

Data inici oferta: 22-01-2023     Data finalització oferta: 22-09-2023


Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIST AEROESP
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: Fora UPC    
 
        Supervisor/a extern: A definir encara
        Institució/Empresa: CRIDA
        Titulació del Director/a: Enginyer Aeronàutic
 
Segon director/a (UPC): DE LA TORRE SANGRÀ, DAVID
 
Paraules clau:
Air traffic management, aircraft operations, flight efficiency
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
El proyecto presentado en este documento se ha llevado a cabo en el
marco de la 4ª Convocatoria del Concurso de Becas para el
desarrollo de ideas relacionadas con la Investigación, Desarrollo e
Innovación (I+D+i) en el ámbito ATM propuesta por CRIDA.

El principal objetivo del proyecto es desarrollar una herramienta
que automatice el cálculo de indicadores de eficiencia de vuelo
mediante la comparación entre el consumo de combustible de
combustible de diversas trayectorias planificadas (planes de vuelo)
o voladas (trazas radar) con el consumo de combustible de
trayectorias óptimas generadas teniendo en cuenta factores como la
meteorología y los modelos de rendimiento de la aeronave.

La metodología seguida en el proyecto se basa en la comparación del
consumo de combustible de dos trayectorias. En primer lugar, la
trayectoria 'A' que representa la estimación de consumo de
combustible de la ruta real obtenida con el programa Farm. En
segundo lugar, las trayectorias 'B', que representan el consumo de
combustible de tres tipos de trayectorias óptimas obtenidas con el
programa Dynamo: sin restricciones de aerovias ('free route');
considerando la red de aerovias ('structure route') y fijando la
ruta del plan de vuelo y optimizando solo el perfil vertical.

Para llevar a cabo el estudio, se ha analizado el consumo de
combustible de datos de planes de vuelo de dos días específicos (6
de febrero de 2019 y 18 de julio de 2019) proporcionados por CRIDA.
Dado que esto ha implicado trabajar con un gran volumen de
trayectorias, se ha empleado el programa Meta para hacer
simulaciones masivas de forma automática.

Con el propósito de filtrar posibles errores en los datos usados en
las simulaciones, se ha creado un script llamado 'Data Sanitizer'.
Posteriormente, para llevar a cabo las simulaciones, se ha tenido
que desarrollar e integrar software en programas ya existentes como
son Farm y Meta. Por último, se ha creado un programa llamado 'Fuel
Script' que calcula los indicadores de eficiencia de combustible y
facilita el análisis de los resultados.

Es importante señalar que, tras el análisis de resultados, se ha
observado que ambos casos de estudio obtienen resultados muy
similares, mostrando ineficiencias en el rango del 10-15%. Aunque
estos resultados son coherentes con otros estudios, es importante
tomarlos con precaución debido a las limitaciones encontradas a lo
largo del proyecto que han resultado en estimaciones de consumo de
combustible atípicas que deberán ser estudiadas en detalle. Además,
durante la realización del proyecto se han identificado otras
limitaciones pueden afectar la veracidad de los resultados.

Finalmente, es relevante destacar que la automatización realizada
en este proyecto sienta las bases y facilita el trabajo de futuros
estudios en el campo de las ineficiencias de vuelo en colaboración
entre UPC y CRIDA.
 
Overview (resum en anglès):
The project presented in this document was carried out within the framework
of the ¿4ª Convocatoria del Concurso de Becas para el desarrollo de ideas
relacionadas con la Investigación, Desarrollo e Innovación (I+D+i) en el ámbito
ATM¿ proposed by CRIDA.
The main objective of the project is to develop a tool that automates the
calculation of flight efficiency indicators by comparing the fuel consumption of
various planned flight paths (flight plans) or flown paths (radar traces) with the
fuel consumption of optimal paths generated considering factors such as
meteorology and aircraft performance models.
The methodology followed in the project is based on comparing the fuel
consumption of two trajectories. First, trajectory "A" represents the estimated
fuel consumption of the actual route obtained using the Farm program. Second,
trajectories "B" represent the fuel consumption of three types of optimal
trajectories obtained using the Dynamo program: without airway restrictions
(free route); considering the airways network (structured route) and fixing the
flight plan route while optimizing only the vertical profile (direct route).
To conduct the study, fuel consumption data from specific flight plans on two
specific days (February 6, 2019, and July 18, 2019) provided by CRIDA were
analyzed. Given that this involved working with a large volume of flight paths,
the Meta program was used to perform massive simulations automatically.
In order to filter potential errors in the data used in the simulations, a script
called "Data Sanitizer" was created. Subsequently, to carry out the simulations,
it was necessary to develop and integrate software into existing programs such
as Farm and Meta.
Finally, a program called "Fuel Script" was created to calculate fuel efficiency
indicators and facilitate the analysis of the results. It is important to note that,
after analyzing the results, it was observed that both case studies yielded very
similar results, showing inefficiencies in the range of 10-15%. Although these
results are consistent with other studies, it is important to approach them with
caution due to the limitations encountered throughout the project that resulted
in atypical fuel consumption estimates that will need to be studied in detail.
Additionally, during the project's execution, other limitations that could affect
the accuracy of the results were identified.
Lastly, it is worth highlighting that the automation achieved in this project lays
the foundation and facilitates the work of future studies in the field of flight
inefficiencies in collaboration between UPC and CRIDA.

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