Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto

Apresentação em tema: "Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto"— Transcrição da apresentação:

1 Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto
Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília

2 Sumário Introdução. Trabalhos relacionados.
Funções de Preferência das Entidades. Modelo Satisficing. Processo de Tomada de Decisão. Experimentos e Resultados. Considerações Finais.

3 Introdução As preocupações com a eficiência ATFM no Brasil vêm impulsionando a comunidade aeronáutica e autoridades do CGNA a buscar metodologias alinhadas ao paradigma Collaborative Decision Making (CDM). Aeroporto, Linhas Aéreas e Controle de Tráfego Aéreo

4 Modelo compartimentado CDM – DECEA
As principais classes de entidades envolvidas no cenário ATFM: Aeroporto, Empresas Aéreas e Serviço de ATC (Air Traffic Control).

5 Introdução As múltiplas entidades do cenário ATFM tomam decisões para alcançar seu desempenho individual. Os efeitos dessas decisões individuais repercutem nas demais entidades. Ambientes com interdependência de decisões entre entidades podem ser modelados segundo: Teoria dos Jogos não Cooperativos Teoria dos Jogos Satisficing.

6 Introdução Teoria dos Jogos não Cooperativos
(Neumann e Morgenstern, 1944) Desempenho individual do agente Jogadores comprometidos apenas com metas individuais. Individualismo. Quando existe cooperação, ocorre por meio de coalizões. Nem sempre é possível coalizão geral de todos os jogadores. Equilíbrio de Nash (Nash, 1950)

7 Introdução Teoria dos Jogos Satisficing
(Stirling, 2003) Desempenho individual do jogador, considerando o desempenho do grupo Jogadores comprometidos com metas individuais e de grupo. Cooperação

8 Introdução A Teoria dos Jogos Satisficing estabelece os conceitos de rejeitabilidade e seletibilidade para cada opção de decisão da entidade. Rejeitabilidade Associada ao grau de consumo de recursos; Quanto mais recursos uma decisão consome, tanto mais rejeitável esta decisão será. Seletibilidade Associada ao grau de suporte ao sucesso que uma decisão possui.

9 Trabalhos Relacionados
CDM As soluções propostas envolvem metodologias diversas. Sistemas multiagentes, programação inteira entre outras. Algumas pesquisas apresentam tendência a empregar metodologias de jogos para modelagem CDM em ATFM (Ball, 2001; Ball, 2005; Wolfe, 2009). Interdependência de decisões do cenário

10 Trabalhos Relacionados
Jogos Satisficing Soluções de conflitos de aeronaves (Archibald, 2008). Mais recentemente, proposta de método anticolisão (Xiaohui, 2012).

11 Funções de Preferência das Entidades
Modelam as preocupações de eficiência das entidades participantes do CDM. Por exemplo, o Controle de Tráfego Aéreo possui preocupações quanto à eficiência na segurança das operações Selecionadas mediante brainstorming de pesquisadores do Translab/UnB

12 Funções de Preferência das Entidades
Funções de preferência - Serviço ATC Congestionamentos de setores de controle Acúmulo de atrasos nas áreas terminais (TMA) Funções de preferência - Empresas Aéreas. Impacto de distribuição de atrasos entre as empresas. Impacto financeiro dos atrasos para a empresa. Funções de preferência – Aeroporto Impacto na capacidade de pouso e decolagem Taxa de ocupação do TPS.

13 Modelo Satisficing Define valores de rejeitabilidade e seletibilidade para decisões do tipo. Espera no ar (AHP – Air Holding Problem) Espera em solo (GDP – Ground Delay Program) Dado um conjunto de decisões AHP ou GDP: é a rejeitabilidade de uma decisão u. é a seletibilidade da uma decisão u. é o conjunto satisficing, que concentra todas as decisões com seletibilidade igual ou maior que a rejeitabilidade

14 Modelo Satisficing

15 Modelo Satisficing Rejeitabilidade ATC
GDP: Considera a severidade máxima de congestionamento : Severidade atual : Severidade máxima : Quantidade atual de aeronaves no setor x : Máximo de aeronaves que o setor x suporta (100% da capacidade) c : Ocupação do setor de controle a partir da qual o setor x é considerado congestionado (80% de N(x))

16 Modelo Satisficing Rejeitabilidade ATC
AHP: Reduzir tempos de procedimentos de espera no ar : Atraso atual em voo. : Atraso total na TMA x que a decisão u produz. : Variação dos tempos AHP na TMA x

17 Modelo Satisficing Rejeitabilidade das Empresas Aéreas
GDP: Distribuição igualitária dos atrasos entre as empresas : Distribuição igualitária do atraso acumulado na TMA x : Atraso total na TMA x. : Quantidade de aeronaves na TMA x entre os instantes t0 e t : Atraso em solo acumulado da aeronave a.

18 Modelo Satisficing Rejeitabilidade das Empresas Aéreas
AHP: Distribuição igualitária dos atrasos entre as empresas : Atraso máximo em solo antes de cancelar o voo da aeronave a. : Atraso máximo em voo (reserva de combustível da aeronave a). : Atraso máximo da aeronave a : Atraso acumulado da aeronave a.

19 Modelo Satisficing Rejeitabilidade do Aeroporto
GDP: Distribuição igualitária dos atrasos entre as empresas : Ocupação do TPS no instante t produzida pela decisão u (GDP). : Área máxima adequada por passageiro na hora pico (pax/hp). : Área mínima adequada por passageiro na hora pico (pax/hp).

20 Rejeitabilidade do Aeroporto AHP: Não definida neste modelo
Modelo Satisficing Rejeitabilidade do Aeroporto AHP: Não definida neste modelo

21 Modelo Satisficing Seletibilidade GDP
Objetivo: Manter a aeronave em solo. Quanto menos espaço livre na TMA, mais selecionável será manter o avião em solo. : Quantidade atual de aeronaves no setor x : Máximo de aeronaves que o setor x suporta (100% da capacidade)

22 Modelo Satisficing Seletibilidade AHP
Objetivo: Manter a aeronave no ar. Quanto menos espaço livre na TMA, mais selecionável será manter o avião em solo. : Capacidade de pouso do aeroporto a no instante t.

23 Processo de Tomada de Decisão
Políticas de prioridade de decisão : Prioridade para decisões do gestor do aeroporto : Prioridade para decisões das Empresas Aéreas : Prioridade para decisões do Serviço ATC

24 Processo de Tomada de Decisão
Regras Segurança Em caso de conflitos de interesses insolúveis, aplica-se as preferências do Serviço ATC para esperas no ar e em solo. Sequenciamento de decolagens Sequenciar decolagens conforme a utilidade das decisões GDP (diferença entre seletibilidade e rejeitabilidade das decisões GDP) Sequenciamento de pousos Sequenciar pousos conforme a utilidade das decisões AHP (diferença entre seletibilidade e rejeitabilidade das decisões AHP).

25 Processo de Tomada de Decisão
Procedimento de tomada de decisão - GDP

26 Processo de Tomada de Decisão
Procedimento de tomada de decisão - AHP

27 Experimentos e Resultados
Dados Empregados Movimentos aéreos na TMA-SP Guarulhos e Congonhas Casos Estudados para decisões GDP e AHP Alto fluxo de movimentos Baixo fluxo de movimentos Resultados: O modelo sugeriu sequências de decolagens e pousos diferentes das sequências originalmente adotadas pelo Serviço ATC. As sequências consideraram as preferências das três entidades envolvidas, com melhor colaboração entre os parceiros do CDM

28 Considerações Finais Tarefas a realizar
Identificar novas equações de preferência das entidades. Identificar eventuais novos parceiros no CDM. Revalidar o Modelo Satisficinig CDM com mais testes em novos cenários que envolvam não apenas a TMA, mas também os setores adjacentes à TMA.

29 OBRIGADO ! cicero.almeida@gmail.com weigang@cic.unb.br