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Cambio de paradigma a punto de despegar

Andrea Ranieri

Ph.D. en Investigación Operativa por la Università degli studi di Trieste y Senior Engagement Manager en ALG.

Digitalización en transporte aéreo

Cambio de paradigma a punto de despegar

Las tecnologías actuales están acelerando la modernización en el sector de la aviación, históricamente lenta por la complejidad que supone garantizar la estandarización de múltiples actores a lo largo de todo el planeta. Las soluciones digitales, la disponibilidad de los datos y los nuevos paradigmas para intercambiarlos son las bases de esta nueva etapa, en la que la industria española juega un papel fundamental.

La aviación es uno de los facilitadores más importantes del comercio mundial y un segmento de la economía que contribuye a expandir el empleo, el desarrollo y el crecimiento económico en todo el mundo. De hecho, la aviación contribuye a la economía mundial con 2.400 billones de euros y más de 65 millones de empleos. Por su propia naturaleza, constituye un negocio global, que requiere interacciones complejas en varias etapas de planificación y gestión en todos y cada uno de los casi 40 millones de vuelos anuales. Esto requiere un alto grado de estandarización entre los diferentes actores y regiones del mundo que interconectan vuelos con el fin de garantizar la interoperabilidad de los servicios, la continuidad del negocio y una alta seguridad operacional.

Por este motivo, la modernización del sector ha sido históricamente muy lenta, con una media de 15 años para introducir una innovación desde el diseño hasta las operaciones. No obstante, la digitalización de procesos y sistemas está emergiendo muy rápidamente, gracias a la madurez y ubicuidad de las disruptivas tecnologías digitales (cloud, comunicaciones digitales, ciencia de datos y ciberseguridad).

El complejo entramado de interdependencias operacionales que se ha estructurado en los últimos 50 años se ve ahora desafiado por las nuevas posibilidades ofrecidas por las soluciones digitales

Esta revolución digital en el sector es particularmente retadora debido a la necesidad de seguridad operacional. Actualmente, esta revolución está liderada por los principales agentes operativos que participan activamente en la gestión del tráfico aéreo.

El complejo entramado de interdependencias operacionales que se ha estructurado entre estos actores en los últimos 50 años se ve ahora desafiado por las nuevas posibilidades ofrecidas por las soluciones digitales.

Una disponibilidad de datos sin precedentes

Navegación por GNSS
La navegación aérea se ha basado históricamente en una red de estaciones terrestres generalmente conocidas como radio-ayudas, utilizadas por las aeronaves y combinadas con herramientas a bordo para determinar su posición absoluta en las tres dimensiones. Actualmente, con el uso de geo-posicionamiento por satélite (GNSS), todos los procedimientos de navegación están evolucionando hacia la llamada Performance-Based Navigation (PBN), gracias a la cual las aerovías en el aire que estaban predefinidas en base a las radio-ayudas en tierra ya nos son necesarias, proporcionando mucha más flexibilidad, eficiencia de vuelo y reducción de costes de inversión y operativos.

Vigilancia
La disponibilidad de datos de vigilancia de aeronaves a través de los servicios públicos de seguimiento de vuelos disponibles en Internet (FR24, flighttracker.net, etc.) ha sido posible recientemente gracias a la adopción a bordo de la tecnología ADS-B (Automatic Dependent Surveillance–Broadcast), un protocolo abierto mediante el cual cada avión comercial transmite en broadcast cada dos segundos su identidad y vector de vuelo. Cualquier usuario equipado con una antena en el aire (por ejemplo, instalada en otra aeronave o en satélites) o en tierra (por ejemplo, proveedores de servicios, centros de investigación, aficionados de la aviación) puede recibir y utilizar estos datos para crear una imagen bastante detallada del tráfico en cualquier lugar y momento.

Información aeronáutica
Otra información fundamental que utilizan los pilotos para preparar y realizar los vuelos son las cartas aeronáuticas y la información general sobre procedimientos y recursos nacionales disponibles para los usuarios en cada país (es decir, AIP, Aeronautical Information Publication, y NOTAMs, Notice to Air Missions). Las publicaciones aeronáuticas convencionales en papel son notoriamente difíciles de actualizar y mantener y su digitalización ofrece ventajas bajo todas las perspectivas: calidad, eficiencia, accesibilidad y, como consecuencia, seguridad.

La modernización del sector ha sido históricamente muy lenta, con una media de 15 años para introducir una innovación desde el diseño hasta las operaciones

Un nuevo paradigma para el intercambio de datos
Esta disponibilidad de datos de vuelo en vivo, combinada con la promulgación de conceptos de SoA (Service Oriented Architecture) y SWIM (System Wide Information Management) por instituciones globales y regionales, tales como OACI (Organización de Aviación Civil Internacional, dependiente de Naciones Unidas), EUROCONTROL (asociación para el soporte de la aviación europea), etc., está abriendo una nueva era para los datos digitales de aviación, para ser compartidos, combinados, analizados y utilizados para optimizar los procesos de gestión de vuelos para aerolíneas y proveedores de servicios.

Intercambios de información tierra-tierra
Hoy en día, el paradigma se está moviendo hacia un concepto SWIM donde la información se comparte por medios digitales a través de servicios web, basados en estándares y modelos globales, para garantizar que se logre la interoperabilidad a escala global de una manera segura y rentable.

Intercambios de información aire-tierra
Además, la forma de intercambiar información desde tierra (por ejemplo, desde el controlador de tráfico aéreo que instruye a la aeronave para asegurarse de que permanezca separada del resto del tráfico) está pasando de una comunicación de voz VHF analógica a un medio de datos digitales. Esto se conoce como comunicación de enlace de datos controlador-piloto (CPDLC, por sus siglas en inglés), que permite una serie de servicios de enlace de datos (DLS) que proporcionan el intercambio de mensajes de gestión de comunicación y autorización / información / solicitud, y que corresponden a la fraseología de voz empleada por los procedimientos de control de tráfico aéreo.

Principales acciones de innovación en curso en ATM
Se están llevando a cabo importantes programas a nivel mundial y europeo para maximizar la explotación segura de las tecnologías digitales en transporte aéreo, coordinando los esfuerzos nacionales y permitiendo su consolidación a nivel mundial. Cabe destacar los siguientes:

  • SESAR (Single European Sky ATM Research). Es el principal programa de la UE para I+D en aviación jamás lanzado, y comprende:
    • Una fase de definición (2005-2008), en la que se desarrolló el primer Plan Maestro ATM de la UE, estableciendo las diferentes etapas tecnológicas, prioridades y cronogramas.
    • Una fase de desarrollo (2008-en curso) que mantiene actualizado el Plan Maestro de ATM y gestiona una cartera de más de 100 soluciones diferentes, desde la fase de diseño, pasando por el desarrollo
      y validación hasta su preindustria-
      lización. En este trabajo participan más de 2500 ingenieros de toda Europa a través de una red de 50 sitios de validación.
    • Una fase de despliegue (2014-en curso), gestionando proyectos de implementación, dando lugar a la instalación a gran escala de los nuevos sistemas y la implementación generalizada de las funciones relacionadas.

 

  • iNM. Un programa de revolución digital que actualizará todos los sistemas del Network Manager (administrador de red en Europa – actualmente EUROCONTROL) con la primera entrega operacional planificada en 2024 y que comprende:
    • Un rediseño completo de los sistemas para integrarlos en una nueva plataforma digital hybrid-cloud de alto rendimiento y escalabilidad, abriendo las puertas a la provisión de servicio a nivel global.
    • Un rediseño de la gestión del dato con tecnologías punteras y remplazando la mayor base de datos aeronáuticos del mundo EAD.
    • La introducción de tecnologías digitales avanzadas de automatización, Inteligencia Artificial y machine learning para las aplicaciones aeronáuticas de red (toma de decisiones colaborativa en la red, predicción de estados del flujo, optimización de trayectorias, cálculo de impactos en la red, simulaciones avanzadas, entre muchas otras).

 

  • Data 4 Safety. Un programa dirigido por la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) que tiene como objetivo la recopilación y organización de todos los datos de seguridad aérea que actualmente se encuentran dispersos y fragmentados en las diferentes organizaciones. Los datos se integran en una plataforma de Big Data para poderlo explotar con técnicas de machine learning pasando por:
    • Saneamiento de las fuentes de datos de aviación y calculo de métricas.
    • Visualizaciones de resultados según técnicas de blind-benchmarking, que permiten a una organización compararse en temas de seguridad con la industria en el mismo marco, pero sin poder identificar las otras organizaciones.
    • Estudios dirigidos centrados en problemas de seguridad específicos, por ejemplo de los fenómenos meteorológicos adversos.
    • Descubrimientos de vulnerabilidades, que implican identificar en los datos vulnerabilidades del sistema que no fueron previamente identificadas.

 

La industria española está liderando este cambio gracias a la participación activa de los principales actores nacionales en todos estos programas: ENAIRE apoyada por sus filiales CRIDA e INECO, como principal proveedor nacional de servicios de navegación; Indra, líder mundial en el desarrollo de soluciones para la gestión del tráfico aéreo y ALG, la consultora de estrategia y operaciones especializada en transporte.

Se están llevando a cabo importantes programas a nivel mundial y europeo para maximizar la explotación segura de las tecnologías digitales en transporte aéreo

Cabe destacar la iniciativa Startical, que ha sido lanzada recientemente como una joint venture entre ENAIRE e Indra, con el objetivo de poner en órbita baja (LEO) una constelación de 240 satélites para 2027 para proporcionar servicios de comunicación voz + datos y vigilancia por ADS-B al tráfico aéreo en zonas oceánicas y remotas que actualmente carecen de estos servicios. Esta solución puede cambiar profundamente la manera de gestionar el tráfico aéreo haciéndolo más seguro y eficiente y es estratégica para la industria española y europea en un ámbito dominado actualmente por Norteamérica, Rusia y China.

Estos logros de la industria española del sector son posibles gracias a todo un ecosistema presente desde hace muchas décadas en España de universidades, pymes y centros de investigación muy activos en este ámbito que se posicionan en el frente de la innovación en Europa.

Principales agentes operativos que participan en la gestión del tráfico aéreo

  • Los operadores aeroportuarios que proporcionan el punto de acceso a la red.
  • Los usuarios del espacio aéreo, que operan el vuelo en función de su naturaleza (aerolíneas regulares, no programadas, aviación general, aeronaves del estado, etc.).
  • Los proveedores de servicios de navegación aérea, que garantizan la ejecución segura y eficiente del vuelo gracias al control de tráfico aéreo en cada fase y otros servicios de navegación aérea.
  • El administrador de la red, que equilibran la demanda y la capacidad de la red a nivel regional. En Europa, EUROCONTROL ejecuta esta función, siendo líder a nivel mundial en la definición de procesos y sistemas para la gestión de flujos de tráfico aéreo (ATFM por sus siglas en inglés).
  • Las autoridades nacionales y regionales, encargadas de la certificación y control de cumplimiento de las reglas por parte de los diferentes actores.

 

 

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