Spatiotemporal graph indicators for air traffic complexity analysis

There has been extensive research in formalising air traffic complexity, but existing works focus mainly on a metric to tie down the peak air traffic controllers workload rather than a dynamic approach to complexity that could guide both strategical, pre-tactical and tactical actions for a smooth flow of aircraft. In this paper, aircraft interdependencies are formalized using graph theory and four complexity indicators are described, which combine spatiotemporal topological information with the severity of the interdependencies. These indicators can be used to predict the dynamic evolution of complexity, by not giving one single score, but measuring complexity in a time window. Results show that these indicators can capture complex spatiotemporal areas in a sector and give a detailed and nuanced view of sector complexity

Multiobjective simulated annealing for collision avoidance in ATM accounting for three admissible maneuvers

Technological advances are required to accommodate air traffic control systems for the future growth of air traffic. Particularly, detection and resolution of conflicts between aircrafts is a problem that has attracted much attention in the last decade becoming vital to improve the safety standards in free flight unstructured environments. We propose using the archive simulated annealing- based multiobjective optimization algorithm to deal with such a problem, accounting for three admissible maneuvers (velocity, turn, and altitude changes) in a multiobjective context. The minimization of the maneuver number and magnitude, time delays, or deviations in the leaving points are considered for analysis. The optimal values for the algorithm parameter set are identified in the more complex instance in which all aircrafts have conflicts between each other accounting for 5, 10, and 20 aircrafts. Moreover, the performance of the proposed approach is analyzed by means of a comparison with the Pareto front, computed using brute force for 5 aircrafts and the algorithm is also illustrated with a random instance with 20 aircraft

Aplicação do problema de cobertura a sistemas de videovigilância

O presente projeto incide num problema de planeamento de um sistema de videovigilância numa determinada área no plano, tendo como objetivo a minimização dos custos de instalação envolvidos. Para esse efeito, o problema recebe informações de entrada sobre uma área específica, um parâmetro de garantia de cobertura dessa área (em percentagem) e um conjunto de potenciais localizações e especificações de câmaras de vigilância. Cada uma destas câmaras garante a cobertura de uma determinada parte da área proposta. É proposta uma formulação em programação linear inteira, tendo como motivação um problema de cobertura. Para evidenciar a aplicação prática do problema, foram utilizados dois exemplos: um fictício e um real. O exemplo fictício tem como motivação um complexo industrial e o exemplo real corresponder ao segundo piso do Instituto Superior de Contabilidade e Administração de Coimbra. Considerando estes dois exemplos, foram elaborados testes computacionais recorrendo ao modelo proposto, e usando o OpenSolver. Relativamente ao exemplo real, foi conduzida uma análise comparativa entre a solução obtida e a real localização das câmaras de vigilância instaladas. Esta comparação evidenciou que a solução obtida pela formulação proposta é mais barata do que a solução atualmente instalada, considerando câmaras semelhantes. Efetivamente, o valor ótimo obtido através do nosso modelo foi de 483,50 €, enquanto a solução instalada deverá corresponder a um valor de 554,60 €