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El diseño de un sistema de localización en tiempo real para controlar los vehículos de servicio en el área de maniobras del aeropuerto internacional arturo michelena en venezuela. El objetivo es mejorar la seguridad operacional al reducir el riesgo de colisiones entre aeronaves y vehículos. El sistema propuesto utiliza tecnologías como bluetooth y gps para monitorizar la posición y velocidad de los vehículos, permitiendo al personal de operaciones tener un control más efectivo de las actividades en el aeropuerto. El documento analiza la factibilidad técnica, operativa y financiera del sistema, y presenta planos y diagramas del prototipo desarrollado. Esta investigación se enmarca en el ámbito de la seguridad aeronáutica, buscando proteger la integridad del personal y los equipos del aeropuerto.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO DE AERONÁUTICA CIVIL MAY. (AV.) “ MIGUEL RODRÍGUEZ”
Autores: Marcos Pérez Brayan Pérez Roxelys Duque Micheel Bohada Bárbara Briceño Tutor Metodológico: Raiza Romero Tutor Especialista: Josué Sánchez Maracay, Noviembre 2023
Autores: Marcos Pérez Brayan Pérez Roxelys Duque Micheel Bohada Bárbara Briceño Tutor Metodológico: Raiza Romero Tutor Especialista: Josué Sánchez 29 de Noviembre de 2023 RESUMEN
Técnica del tiempo de vuelo…………………………………………….………… 17, Métodos de lateración…………………………………………………..……………. Tecnologías/sistemas de localización……………………………….………..…… 19, Definición de Términos Básicos…………………………………………………… 20,21, Bases Legales………………………………………….………………………………23, REFERENCIAS ……………………………………………………………………………
pp. Ilustración 1: Primer vuelvo……………………………………………………….. ………….. Ilustración 2: Inauguración…………………………………………………….....…………… Ilustración 3: Aeropuerto en la actualidad…...………………………………………………… 9 Ilustración 4: Árbol del problema………………………………………………………..…… 11 Ilustración 5: Localización basada en TDOA………………………………………………… 15 Ilustración 6: Localización basada en EOTD………………………………………………… 16 Ilustración 7: Esquema de ángulos definidos………………………………………………… 16 Ilustración 8: Localización basada en AOA……………………………………..…………… 17
Exploración Inicial El mundo de la aeronáutica es conocido por ser uno de los servicios de transporte más seguro existentes en la actualidad, debido a él gran avance tecnológico y al desarrollo de los equipos implementados en este medio, que permiten la seguridad operacional en todo momento. No obstante, existen aeropuertos alrededor del mundo específicamente en Venezuela que no consta en su totalidad con algunos sistemas que garanticen la seguridad en
algunas de las zonas de los aeropuertos. En el Aeropuerto Internacional Arturo Michelena, precisamente no existe un sistema que permita advertir a las unidades de servicios la aproximación de otras unidades o de aeronaves, debido al elevado costo que tienen los radares encargados de realizar dicho trabajo, la ausencia del mismo representa un riesgo operacional en esta área del aeropuerto. Es por ello que se plantea diseñar un sistema de radio localización que no sea tan costoso y permita mostrar la posición de los vehículos que usan esta zona de manera digital, para poder prevenir accidentes, más un sistema de comunicación que permita al jefe de operaciones poder tener la posibilidad de generar órdenes directas, a través de una radio con diferentes frecuencias para cada tipo de vehículo en el área de calle de rodaje (taxiway), logrando aprobar o rechazar cualquier operación desde un punto de vista diferente teniendo la capacidad de prevenir accidentes en esta área. Esto se logrará a través del jefe de operaciones que estará monitoreando el área constantemente y advirtiendo a los vehículos si existe algún riesgo. Con ello se logrará un desarrollo, en cuanto al sector tecnológico del aeropuerto, otorgando al estado un margen de gastos más reducido en cuanto al costo por un sistema de seguridad de este tipo, lo cual implica que traerá beneficios a la nación tanto en lo social como en lo económico. Esta propuesta tiene como línea de investigación la seguridad aeronáutica precisamente pertenece al sector de seguridad física, ya que el principal objetivo que persigue esta investigación es resguardar la salud del personal del aeropuerto y los daños materiales que podrían ocasionarse. Reseña Histórica En 1987 Valencia reclamaba protagonismo además de nuevas mejoras y construcciones; el Aeropuerto Internacional Arturo Michelena era una de esas obras que se solicitaban al gobierno de Jaime Lusinchi. En aquellos años estaban las pistas del aeroclub y el mismo era un pequeño espacio donde aterrizaban avionetas pequeñas, sobre todo para los empresarios; pero en aquellos años ochenta se pensó en aquel terminal aéreo. Se hizo un extenso movimiento de tierra; para dar paso a nuevas pistas y tener un espacio moderno.
Ilustración 2: Inauguración Ilustración 3: Aeropuerto en la actualidad En aquella oportunidad el Ministerio de Transporte y Comunicaciones tenía una maqueta; la misma es igual al aeropuerto José Antonio Anzoátegui; luego la misma se ampliaría dando paso a un terminal más moderno. Pero el terminal aéreo en su ampliación quedó en espera; aquel proyecto incluía hoteles, como museos; además de puestos de comida y otras actividades. De hecho, se ve que el mismo después del gobierno de Celli poco se hizo. Han pasado ya 34 años de aquella ampliación y no se pudo hacer el proyecto debido; el cual incluso se pensó que podía albergar aviones mucho más grandes. Se espera que algún día se haga el proyecto original del terminal aéreo valenciano. Valdivieso D. (2021).
El Aeropuerto internacional Arturo Michelena (IATA: VLN, OACI: SVVA) es un aeropuerto venezolano ubicado en la ciudad de Valencia, Estado Carabobo. Es el cuarto aeropuerto más importante del país y es el principal aeropuerto de la Región Central de Venezuela. Posee una privilegiada ubicación, por encontrarse al norte de la América del Sur, lo que le permite fácil acceso a los Mercados Internacionales. Dimensiones y Potencialidades Dimensiones La zona de estudio es el área de servicios y parte del aérea de maniobras del aeropuerto internacional Arturo Michelena (SVVA) este es de 20000 metros cuadrados lo que equivale a un área de 200 metros a los que se pretende dar cobertura total. Potencialidades La implementación de un sistema con estas características puede ser utilizado en el sector aeronáutico por aeropuertos que tengan un cierto grado de concurrencia donde existan una gran actividad de vehículos de servicios, por lo que en un futuro este podría ser utilizado en los aeropuertos más importante del país inclusive en otros países que estén en las mismas condiciones. Herramientas y Criterios para la Priorización de Problema Se determinó a través de diversas conversaciones que es necesario abordar esta problemática, mediante interacciones con técnicos y personal que labora en esa área se lograron establecer los fundamentos suficientes para tomarlo como objeto de investigación, además de algunos hechos que dejaban en evidencia que si se requería aplicar una solución a un problema que podía surgir en uno de los espacios dedicado a la aviación nacional tal fue el caso del accidente que ocurrió en el aeropuerto Jorge Chaves en Perú el cual fue un hecho donde estuvieron involucrados los vehículos de servicios y una aeronave, el cual tuvo como
Ilustración 4: Árbol del problema Objetivos de la Investigación A nivel mundial ha quedado en evidencia que es necesario en los aeropuertos con considerable tráfico aéreo un sistema que reduzca la posibilidad de colisión a cero entre las Riesgo de colisión entre aeronaves y los vehículos de servicios en el Aeropuerto Internacional Arturo Michelena (SVVA) Falta de recursos tecnológicos permitan conocer en tiempo real la posición y actividad de los vehículos de servicios Limitaciones de realizar un seguimiento visual continuo de los vehículos de servicios Factores humanos Pérdidas financieras al costear daños a la integridad físicas de las aeronaves y vehículos No se puede identificar el comportamiento de los vehículos durante sus operaciones Pérdidas humanas
aeronaves durante la etapa de taxeo, o rodaje, y los vehículos de servicio (Camiones de combustible, remolcadores o pushbacks, autobuses, escaleras, entre otros) que operan en el área de maniobras. Las colisiones entre dichos elementos constituyen un evento de alto riesgo para la seguridad operacional y pueden generar problemas de seguridad física, coordinación, control y optimización de recursos; y que a pasar de la existencia de procedimientos que evitan que esto ocurra, la posibilidad sigue estando presente. El Aeropuerto Internacional Arturo Michelena (SVVA) no escapa de estos posibles escenarios, es decir, no cuenta con un sistema de localización que permita conocer en tiempo real la posición y actividad individual de cada vehículo exponiéndose no solo a lo anteriormente planteado, sino que también a colisiones entre vehículos, retrasos en los procesos de embarque y desembarque, a robos y pérdida de equipaje, entre otros. Por lo tanto, es necesaria la realización de una investigación que permita la solvatación de la mencionada situación. De acuerdo a lo expuesto en el párrafo anterior, se realiza la siguiente interrogante: ¿Cuál es el estado de localización en tiempo real de los vehículos de servicios correspondientes al área de maniobras en el Aeropuerto Internacional Arturo Michelena (SVVA)? Objetivo General Diseñar un sistema de localización en tiempo real para el control de los vehículos de servicios en el aérea de maniobras en el Aeropuerto Internacional Arturo Michelena (SVVA) para la Seguridad Operacional. Objetivos Específicos
Antecedentes Dentro de la investigación se puede obtener respaldo a través de diversos trabajos realizados anteriormente, guardando relación con el área de estudio con información que tenga características útiles para la investigación, que permitan tener conocimientos previos que contribuirán al proyecto. En relación a trabajos sobre sistemas de posicionamiento encontramos los siguientes antecedentes: Gonzales A. (2013) “Implementación de sistema A-SMGCS en el aeropuerto de Barcelona.” Universidad Politécnica de Cataluña. La finalidad de esta investigación fue implementar el sistema A-SMGCS capaz de guiar, alertar y de resolver de manera automática los posibles conflictos de aeronaves y vehículos de servicios independientemente de las condiciones meteorológicas. Esta investigación guarda relación con el trabajo debido a la implementación de un sistema que evite accidentes entre aeronaves y vehículos de servicios esto evidenciado en el nivel 5 del sistema A-SMGCS. Asimismo, Gómez D. (2012) “Estudio, implementación y análisis de métodos de triliteración para la localización de usuarios desde sus terminales móviles”. Universidad Carlos III de Madrid. El objetivo de la investigación fue usar la técnica posicionamiento de triliteración y la aplicación de algoritmos de triliteración para localizar la posición del usuario con el menor coste posible. Fue una investigación de tipo experimental materializada con el desarrollo una aplicación móvil. Las conclusiones principales se centraron en la efectividad de los estudios realizados sobre las diferentes técnicas y tecnologías de localización para determinar el desarrollo de la aplicación y con respecto al desempeño de la misma se determinó que era inferior a otras debido a una serie de inconvenientes, pero aun asi se logró que el consumo de energía fuera menor. Este antecedente servirá como un punto de apoyo al objetivo general de la presente investigación al aportar en el aspecto del software.
Bases Teóricas Técnicas de localización Técnica de localización mediante diferencia entre tiempo de llegada de señales (Time difference of arrival, TDOA): Según Gómez D. (2012) Consiste en el empleo de la diferencia entre los tiempos de llegada de la señal procedente del terminal móvil a diversos pares de estaciones base. Esta diferencia de tiempos dará como resultado una hipérbole donde la diferencia entre la distancia de la hipérbole a una estación base y la otra será constante. La intersección de estas hipérboles dará como resultado la posición estimada del terminal móvil.” Ilustración 5: Localización basada en TDOA Para el sistema planteado en la gráfica anterior se tiene que la ecuación de la hipérbola tomando como referencia la BTS1 será: Si,1 = ||Di – d|| - ||D1 – d|| = c x τi,1 Donde τi,1 es la diferencia del tiempo de llegada entre la estación i y la de referencia, mientras que Si,1 es la distancia entre la estación i y la de referencia. Resolviendo el sistema de dos ecuaciones se puede localizar el dispositivo móvil. Existe una versión mejorada de la técnica TDOA que se basa en que dos o más estaciones base envían señales de forma simultánea al terminal móvil y éste calcula la diferencia de tiempo a cada estación base, y lo traduce a términos de distancia entre él mismo
Ilustración 7: Esquema de ángulos definidos. Ilustración 8: Localización basada en AOA. Técnica del tiempo de vuelo Según Gómez D. (2012), esta técnica (Round-Trip-Time-of-Flight, RToF) consiste en medir el tiempo de propagación de la señal enviada del terminal móvil a la estación base. La estación base envía una señal al móvil y espera a recibir la respuesta por parte del móvil, tal y como se muestra en la figura: Ilustración 9: Esquema de la comunicación entre la estación base y el terminal móvil.
Ilustración 10: Esquema de la técnica RToF. Según Gómez D. (2012), está técnica necesita al menos la señal de tres estaciones base, y la precisión depende del retardo en la comunicación entre la estación base y el móvil, normalmente se encuentra dentro de un rango de 50m a 150m. Métodos de Lateración Triliteración El método de trilateración es parecido al TOA y TDOA anteriormente explicados, según Gómez D. (2012) ya que calcula la distancia entre estaciones base y terminal móvil en función de la potencia recibida (tiempo en el caso de TOA y TDOA). Una vez calculada la distancia a tres estaciones base, se obtiene un sistema de ecuaciones que representan tres círculos. El centro de cada circulo será la posición de una estación base y el radio de este equivaldrá a la distancia entre el terminal móvil y esa estación base. El centro del área donde se solapen todos los círculos será la posición estimada del terminal móvil. La precisión de la trilateración está ligada a la precisión de cada una de las medidas realizadas.
