SWIM - System Wide Infomation Managment

El sistema actual ATM comprende una amplia variedad de aplicaciones desarrolladas en el tiempo para propósitos específicos. Se caracteriza por muchos protocolos de comunicación personalizados, cada uno con sus propios sistemas autónomos de información: a bordo del avión, en los ACC, Torres, etc. Cada una de estas interfaces es diseñada, desarrollada, administrada especialmente, y mantiene indivdualmente y localmente un costo significativo. Por otra parte la manera en que la información ATM  es creada y la forma en que se proporciona responde a usos específicos de diferentes sistemas ATM. El aumento esperado en la demanda de capacidad en la aviación, la presión económica y la atención al impacto ambiental están exigiendo cada vez más información precisa y oportuna además de que sea de una calidad requerida. Dicha información debe ser organizada y provista a través de medios flexibles que soporten la interoperabilidad en todo el sistema, el acceso seguro de información sin fronteras y el intercambio. Este sistema resultará en un intercambio más eficiente respecto a costos y respecto al tiempo de la información entre proveedores y usuarios.

A partir de esta necesidad nace el concepto SWIM el cual representa un cambio completo de paradigma de cómo la información se maneja a lo largo de su ciclo de vida completo. La aplicación del concepto SWIM traerá beneficios mediante asegurar el suministro de información con el grado de calidad requerida en el momento adecuado a las personas adecuadas. 

Intercambio de información hoy

Intercambio de información utilizando SWIM

A partir de las mejores prácticas de diferentes usuarios de la comunidad aeronáutica, el objetivo de SWIM es suministrar a los usuarios con información relevante que pueda ser entendida y procesada con facilidad. Esta información deberá contar con la calidad requerida, suministrada en el tiempo adecuado y al lugar adecuado posibilitando de esta manera el concepto de operaciones ATM basados en un sistema de red.

Sistema ATM basado en un sistema de red

Para alcanzar estos objetivos de una forma eficiente SWIM adopta los siguientes principios:

Separación de la información proveedor / consumidor: En el sistema ATM, casi todo integrante de la comunidad ATM es tanto un proveedor de información como así un consumidor. Siendo así, que no es favorable determinar con anticipación quién usará una información. 

Sistema de acoplamiento flojo: Un sistema en donde las barreras entre sistemas y aplicaciones no existen generando las interfaces compatibles entre si.

estándares abiertos: Un estándar abierto es aquel que está a disposición del público y tiene varios derechos de uso asociados a ella. También puede tener diversas propiedades a partir de la forma en que fue diseñada (proceso abierto). 

Uso de arquitectura orientada a servicios (SOA): Impulsado por el análisis de los procesos de negocio y las necesidades funcionales se desarrolla, y se pone en práctica un conjunto de servicios interoperables que pueden ser utilizados de una manera flexible dentro de varios sistemas separados de varios negocios.





 

Plan Maestro ATM

"Una buena planificación asegura buenos resultados"

 El crecimiento de la industria aeronáutica a nivel mundial requiere un cambio en todo el sistema socio-técnico integrado para poder responder a la futura demanda. El cambio deberá ser no solo en la infraestructura, sino que también en los procedimientos, las tecnologías, las culturas organizacionales y fundamentalmente en el modo de percibir sistémicamente la aviación. Sin embargo, resulta imprescindible anticiparse a los cambios para así poder planificar como serán realizados los cambios, que consecuencias traerán y como será realizada la mitigación de riesgos. Un plan maestro provee una gran guía que permite una planificación a largo plazo incluyendo objetivos, financiación, mitigación de riesgos, etc. Los beneficios de tener un plan maestro es que funciona como una guía en donde todas las acciones que uno realiza tienen un objetivo claro y un enfoque sistémico pudiendo no solo hacer un uso mas eficiente de los recursos sino que también analizar todas las repercusiones y a partir de datos estadísticos poder seguir planifiando, haciendo, verificando y actuando.


Un ejemplo de un plan maestro es aquel creado por Eurocontrol bajo el título de "European ATM Master Plan". Este documento esta basado en las siguientes premisas:


Logro de metas sociales: Representa una visión política y objetivos de los niveles mas altos del plan junto con la importancia de la tecnología. Para esto se propone triplicar la capacidad de los sistemas ATM lo que significará menos demoras tanto en tierra como en el aire. También disminuir el costo del espacio aéreo en un 50% para los usuarios y mejorar la seguridad operacional en un factor de 10.


Medioambiente: El plan maestro se basa en 2 objetivos básicos respecto a éste tema: 

• Disminuir emisiones para el año 2020 tal que las aeronaves ahorren un 10% del combustible en comparación a la actualidad y de este modo se reduce un 10% la emisión producida por los motores.
• Mejorar la gestión de emisión de ruido y su impacto: Asegurar que el ruido es minimzado lo máximo posible para cada vuelo.

Interoperabilidad y estandarización: Ésta es la clave para el éxito del plan. La actividad aeronáutica se caracteriza por no reconocer fronteras, una misma aeronave puede recorrer una gran de estados en un mismo vuelo y resulta fundamental que todos los sistemas y procedimientos sean compatibles entre si.


Punto de vista del negocio: Un análisis de la relación costo/beneficio es presentada para  demostrar que es una inversión la cual traerá beneficios y atraer potenciales inversores tanto públicos como privados.


Gestión de riesgos:  Respecto a la provisión de servicios se identificaron como riegos altos la falta de inversión, retrasos en homologar diferentes tecnologías y de implementación de un sistema SWIM. Respecto a problemas insitucionales y de gestión se identificaron como riesgos una falta de un marco legal y no lograr gestionar adecuadamente el factor humano.


Estas son la mayoría de las bases publicadas por Eurocontrol en el año 2009. Es de suma importancia contar con un plan maestro de estas características en cada región y estado para poder decidir cuales serán las acciones a seguir. También traerá beneficios a toda la comunidad aeronáutica mediante reduccion de demoras, costos, mejor uso de recursos y contribuyendo al medio ambiente.

Personalmente, le agregaría como un punto fundamental la certificación de calidad de todos los procesos y focalizarse además en el elemento humano ya que resulta un factor muy difícil de modificar y es un elemento clave para el funcionamiento del sistema. 


Toda esta información fue tomada del "European ATM Master Plan" publicado por Eurocontrol, siendo este documento de libre acceso.

Calculo de capacidad de sector ATC

Un dato fundamental que todo estado debe publicar es el de su capacidad declarada. Esta capacidad declarada se divide en la capacidad de pista de un aeródromo y la capacidad de un sector ATC. Este dato debe figurar en la AIP en la parte ENR 1.9.  y también está normado en el Manual ATFM CAR/SAM  la obligación por parte de los estados de declarar sus capacidades. Luego, si leemos en el MANOPER ATM el capítulo 3  encontraremos una serie de definiciones interesantes y que debemos tener en cuenta al realizar una evaluación de una capacidad (3.1.2.)
Para que el capítulo 3 del MANOPER tenga sentido hago la siguiente interpretación: (3.2.1.1.) "Se implantará un servicio de gestión de afluencias del tránsito aéreo (ATFM) en el espacio aéreo en el que la demanda de tránsito exceda a veces de la capacidad definida del ATC." Esto quiere decir que para determinar la implantación de un ATFM debemos determinar que la demanda exceda la capacidad definida del ATC, entonces si no existe una capacidad definida y declarada nunca se sabrá fehacientemente la necesidad de un ATFM. Al investigar un poco el grupo GREPECAS publicó un documento en donde explica como se puede realizar la evaluación de capacidad de un sector ATC y en base a esto calcular cuantos controladores serán necesarios para un determinado turno en una dependencia, a continuación voy a explicar el método.
Es muy difícil encontrar una formula matemática para calcular genericamente la capacidad de cualquier sector ATC, ya que cada sector tiene sus particularidades y cada uno esta equipado de diferente manera. La complejidad se define como la suma de la complejidad del sector (tamaño, equipos de vigilancia, etc) y la complejidad del tránsito (mix de aeronaves, densidad).
También al determinar la capacidad declarada hay que reconocer que será dinámica ya que existen factores que constantemente varían dicha capacidad (meteorología, disminución de capacidad de pistas, radioayudas fuera de servicio, etc.) Sin embargo será posible calcular una capacidad en condiciones normales de operación teniendo en cuenta que la mayor parte de las operaciones son realizadas en circunstancias normales.
Para realizar el calculo se propone la siguiente fórmula:
N = (f . T) / (n . tm)
en donde,
N = número de aeronaves que pueden ser controladas simultáneamente por un controlador, en el sector considerado.
f =  factor de disponibilidad de controlador
T = tiempo promedio volado por la aeronave en el sector
n = numero de comunicaciones de cada aeronave en el sector
tm = tiempo promedio de duración de cada mensaje
factor de disponibilidad de controlador (f)
Es el porcentaje del tiempo dedicado exclusivamente a las comunicaciones (transmisiones/recepción) con las aeronaves. No están incluidos en este parámetro, los tiempos utilizados con las otras actividades relacionadas directamente con el control, como:
- relleno de la FPV,
- coordinación entre dependencias/sectores
- identificación de blancos, transferencias
- el tiempo destinado a la distribución y planeamiento considerado.
Para calcular el factor de disponibilidad se tomaran al menos 30 intervalos representativos con similares observaciones (ejemplo se observaran períodos de 3 minutos) y se observará de esos 3 minutos = 180 segundos cuantos segundos fueron de tiempo disponible calculando un porcentaje y luego se efectuará la media aritmética de todos los porcentajes calculando de esta manera el factor de disponibilidad media del controlador. Por ejemplo:

DIA	Controlador	INICIO	FIN	TOTAL	Tiempo disponible	f (%)
1	A	1000	1003	180	120	66.66
3	B	1930	1933	180	150	83.33
4	C	1955	1958	180	89	49.44
5	D	2015	2018	180	106	58.88
5	D	2030	2033	180	143	79.44
6	E	2150	2153	180	98	54.44
6	E	2200	2203	180	167	92.77
9	F	1500	1503	180	171	95
9	F	1010	1013	180	140	77.77
9	G	1800	1803	180	159	88.33

Factor de disponibilidad media del controlador                      74.6%
Tiempo medio de permanencia en el sector (T)
Se calculará el tiempo expresado en segundos desde el momento que una aeronave ingresa al sector hasta que es transferida hacia un sector adyacente. Se tomarán al menos 30 muestras siendo estas lo mas representativas posibles. Luego nuevamente se utilizará la media aritmética y este será el valor T.

Numero medio de comunicaciones (n)
Se calculará cuantas comunicaciones se efectúan con una aeronave tomando al menos 30 aeronaves. Luego se suman parcialmente la cantidad de comunicaciones por aeronave y se realiza la media aritmética de todas las aeronaves dando como resultado el valor n. A continuación un ejemplo de una tabla para calcular n:

matricula	entrada	salida	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
LV-AAA	2211	2230	50	10	16											3
ARG123	2221	2240	21	22	16	12	8									5
LV-BAW	2223	2248	15	11	7	12										4
AU555	2239	2308	21	20	16											3
LVASC	2245	2315	19	19	10	3	5	2	8	2	9	12	22	12	6	13
GLO1925	2249	2309	26	11	17											3
TAM3715	2252	2310	20	7	7											3
LAN9001	2300	2336	26	5	13	9										4
CXALS	2302	2328	14	16	13	23	35	13	10	6						8
N19505	2304	2321	34	46	12	9										4
LV-ABS	2305	2325	15	9	6											3
ZPTLA	2307	2342	15	10	4	15	22	38	6	10	14					9
																5.2

Tiempo medio de duración de mensajes (tm)
Pudiendo utilizarse la tabla que hemos hecho previamente se sumaran todos los tiempos de las comunicaciones y se aplicará la media aritmética.

CALCULANDO N
Una vez que tenemos todas las variables podemos aplicar la formula que se ha mencionado previamente para calcular el número N:
N = (f . T) / (n . tm)
Para mantener los valores mencionados en el documento publicado por el grupo GREPECAS como ejemplo se utilizará
f = 70%
n = 6
tm = 15seg
T = 12min = 720seg
Reemplazando:
N = (0.70 . 720) / (6 . 15)
N = 5.6 (El documento indica que se podrá redondear este valor para que de un número entero, en este caso 6, sin embargo en una opinión personal se podría redondear hacia abajo para otorgar una mayor seguridad operacional)

Siendo este caso significaría que en el sector ATC determinado un controlador podría controlar hasta 6 aeronaves al mismo tiempo. Una vez que tenemos este dato si podremos determinar si es o no es necesario la implementación de un ATFM. Luego este dato podrá ser usado también como índices para auditorías y para evaluar si la cantidad de personal en una dependencia es suficiente o si será necesario disponer de mas controladores, así como realizar simulaciones para la implementación de nuevas tecnologías.

Conclusiones
Los estados deben publicar sus capacidades declaradas tanto para pista como para sector ATC. Como puede observarse a partir del método presentado, realizar el cálculo solo requiere de una persona capacitada para realizar las mediciones, además de formularios/tablas, cronómetro y lapicera por lo que el costo resulta insignificante comparado con la información que puede obtenerse. Es un método basado en estadística lo que garantiza un rigor científico en cuanto a su resultado y todos los datos pueden ser comprobados para garantizar la calidad de los mismos.

Toda esta información fue obtenida de un documento publicado por el grupo GREPECAS la cual es de libre acceso e invito a todos  a leer no solo dicho documento sino todos aquellos que son de libre acceso. Los datos de aeronaves utilizados en los ejemplos son todos inventados y a modo de demostración.

Objetivos Estrategicos OACI 2011-2013

Como gran parte de la comunidad aeronáutica conocerá la OACI siempre fue relacionado con 3 palabras: Seguridad - Regularidad - Eficiencia. Investigando un poco sobre esto me encontre con un boletín publicado por la OACI en donde anuncian nuevamente 3 objetivos estrategicos pero con algunas diferencias.

El primero de estos objetivos es Seguridad (Safety) en donde se busca mejorar la seguridad operacional a nivel mundial. Para lograr esto se proponen 17 programas en donde se incluye la optimización del espacio aéreo, implementación de SARPS, concepto FUA, auditorías, etc.

El segundo de estos objetivos es Seguridad en la aviación (Security) en donde se busca la protección frente a actos de interferencia ilícita y se hace hincapié en auditorías y facilitaciones.

El tercer y último objetivo es el que tal vez sonará mas diferente a los "tradicionales" que es Protección del medio ambiente y desarrollo sostenico del transporte aéreo. Este objetivo busca promover el desarrolloarmonizado y economicamente viable de la aviación civil internacional sin dañar indebidamente el medio ambiente. En un análisis personal, se reconoce que el transporte aéreo es un negocio lo que significa que para garantizar su continuidad las partes involucradas deben percibir ganancias. Es por esto que se debe tender a la eficiencia ya sea desde el lugar de proveedor de servicios como de proveedor de espacio aéreo.

A continuación les dejo un gráfico publicado por la OACI en donde se refleja cada objetivo con sus programas respectivos además de una visión y misión.

Para ver el documento publicado por OACI con el gráfico en mejor tamaño y resolución visitar el siguiente enlace:

http://www.icao.int/Documents/strategic-objectives/strategic_objectives_2011_2013_es.pdf

ASBU (Aviation System Block Upgrades)

 La metodología ASBU es una manera de aplicar todos los conceptos definidos en el plan mundial de navegación aérea (DOC 9750) con el objetivo de implementar regionalmente mejoras en los rendimientos. Esto incluye el desarrollo de hojas de ruta de tecnologías, para asegurar que las normas son acordes a lo realizable y facilitar la implementación sincronizada entre los sistemas aire-tierra y entre distintas regiones. La seguridad operacional demanda este nivel de inter-operabilidad y armonización. La seguridad operacional también debe ser alcanzada a un costo razonable con beneficios medibles. Esta iniciativa ASBU será formalizada en la conferencia mundial de navegación aérea en Noviembre de 2012. 

 El concepto ASBU surge a partir de diferentes proyectos presentados por Next Gen y SESAR y ha sido diseñado para alinearse con el concepto operacional (DOC 9854). La intención es aplicar las capacidades principales y mejoras en el rendimiento, traídos de estos programas regionales, en otras regiones y ambientes locales con el mismo nivel de performance y beneficios asociados a una escala global.

120 mil millones de dolares es lo que la OACI estima que será invertido en la transformación de los sistemas de transporte aéreo en los próximos 10 años. Así como Next Gen en Estados Unidos y SESAR en Europa realizarán sus avances en materia de aeronaves y equipamiento, es necesario también renovar los sistemas ATM para tender a la eficiencia en las operaciones aéreas y hacer un mejor uso de los recursos disponibles. Es por esto que nace la metodología ASBU la cual es la sumatoria de muchos módulos con 4 características principales:

• La mejora operacional será definida y medible así como el éxito de lo planificado
• Equipamiento y sistemas necesarios tanto en aeronaves como en tierra, con un plan certificado
• Normas y procedimientos tanto para sistemas en tierra como sistemas en aire
• Un modelo de negocios claramente definido en un plazo determinado.

¿Cómo esta conformada la metodología ASBU?

ASBU nombra una serie de mejoras que pueden ser implementadas de manera global desde un punto determinado en el tiempo para incrementar el rendimiento del sistema ATM. Se conforma de 4 elementos cada mejora por bloques:

Módulo: Un módulo es un paquete desglosado de rendimiento o de capacidad. Un módulo ofrecerá un entendimiento de la mejora del rendimiento, en relación a las operaciones, el cual estará respaldado en procedimientos, tecnología, regulaciones y presentado como un caso de negocio. También sera caracterizado por el entorno operativo en donde podrá ser aplicado.

Tema: Una serie de módulos que dependen de las actualizaciones a través de los bloques representan una transición coherente en el tiempo de la capacidad básica a una más avanzada y un rendimiento asociado. La fecha considerada para la asignación de un módulo a un bloque es el de la IOC (Initial Operating Capability). Un tema describe la evolución de la capacidad a través de las actualizaciones sucesivas de bloques, de capacidad básica a más avanzada y asocia el rendimiento, mientras que representan los aspectos clave del concepto de ATM mundial.

Bloque: Un bloque se compone de módulos que cuando se combina permitan mejoras significativas y facilitar el acceso a los beneficios. La idea de los bloques presenta una forma de cuantificación de las fechas en intervalos de cinco años. Sin embargo, una descripción detallada permitirá que la fijación de las fechas de aplicación sean más precisas, aunque a menudo no siempre sea posible fijar exactamente las fechas. El objetivo no es para indicar cuando un módulo de la aplicación debe ser completada, a menos que las dependencias entre los módulos de lógica sugerir tal fecha de finalización.

Área de Mejora del Rendimiento (PIA): los conjuntos de módulos en cada bloque se agrupan para brindar objetivos operacionales y de performance en relación al medio en el cual se aplican, constituyendo así, un punto de vista ejecutivo de la evolución deseada.

Un ejemplo de la relación entre módulos, temas. bloques y PIA es el siguiente gráfico:

En el gráfico se puede observar que cada bloque tiene una fecha de objetivo como referencia. Cada uno de los módulos que conforman los bloques deben reunir requisitos que deben incluir la disponibilidad de normas (para incluir requisitos de calidad, guias/hojas de ruta, documentación, etc), aviónica, infraestructura, etc. También para poder ver una perspectiva comunitaria cada módulo debería ser llevado a cabo en distintas regiones e incluir procedimientos y operaciones aprobadas por ambas regiones. 

A continuación en el siguiente gráfico se podrá observar un bloque 0 en perspectiva:

Conclusiones:

La metodología ASBU debería constituir un marco de trabajo a nivel mundial para la modernizacion del sistema ATM. Ofrecer una base estructurada en beneficios operacionales previstos, debería brindar soporte a inversiones y procesos de implementación haciendo muy clara la estrecha relación entre la necesidad tecnológica y las mejoras operacionales.

Sin embargo, las mejoras por bloques solo cumplirán adecuadamente su rol si hojas de rutas respecto a tecnología son desarrolladas y validadas. También todos los involucrados en la modernización de los sistemas ATM mundiales deberán aceptar y alinearse a la nueva modalidad ASB.

Para mas información sobre la metodología ASBU recomiendo el siguiente enlace del cual fue tomada la mayor parte del contenido de esta entrada.

http://www.icao.int/Meetings/anconf12/Documents/ASBU%20Working%20Doc%20full%20version_Edition2_V3.pdf