Validan un modelo para mejorar la gestión del tráfico aéreo

El crecimiento continuado del tráfico aéreo en las últimas décadas presenta un desafío considerable para el sistema de gestión del tráfico aéreo. Por consiguiente, es crucial desarrollar estrategias que aumenten de manera segura la capacidad de los controladores aéreos para supervisar un mayor número de vuelos, sin sobrecargar el sistema.

Dentro de este contexto, se ha establecido el Convenio UAM-ENAIRE-CRIDA para el desarrollo de actividades de investigación y desarrollo (I+D+i) en el ámbito de factores humanos aplicados a la gestión del tráfico aéreo. Esta iniciativa se lleva a cabo en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) por el Grupo de Investigación en Percepción y Movimiento (GIPYM) de la Facultad de Psicología.

La investigación, publicada en el Journal of Air Transport Management, propone y valida un modelo predictivo de la carga mental de los controladores aéreos, con el objetivo de balancear a priori la demanda de vuelos a ser aceptada en el espacio aéreo controlado, teniendo en cuenta las capacidades de los controladores.

El modelo COMETA modificado

El modelo empleado, conocido como COMETA, fue desarrollado internamente por CRIDA, un grupo de interés económico sin ánimo de lucro establecido por ENAIRE (gestor de navegación aérea de España), la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) e Ingeniería y Economía del Transporte, S.A. (INECO).

"Este modelo asume que la carga mental se iguala a la complejidad cognitiva de la tarea. Para calcular esta complejidad en la gestión de un espacio aéreo, el modelo toma en cuenta la contribución de eventos y características estructurales del tráfico aéreo identificadas por controladores expertos", explican los autores.

“En este sentido —añaden— un incremento en la complejidad cognitiva conlleva un aumento en la dificultad para el controlador a la hora de realizar su conjunto de tareas. Estas incluyen el recordatorio de datos de los diferentes vuelos, las estimaciones visuales de las trayectorias, la comunicación con los aviones bajo su control y la realización de acciones para mantener de manera segura el flujo de aviones”.

El modelo COMETA original calcula de antemano la complejidad del espacio aéreo en función de varios factores estructurales, lo que permite obtener predicciones de manera más sencilla. Sin embargo, este enfoque no toma en cuenta los efectos sobre el espacio aéreo de las acciones de los controladores en tiempo real.

La investigación desarrollada bajo el convenio UAM-ENAIRE-CRIDA propone una versión modificada del modelo COMETA que incluye las interacciones dinámicas entre la tarea y el controlador. Para validar este modelo, se realizó un estudio experimental de laboratorio usando un simulador de control aéreo (ATC-Lab Advanced) que permite la manipulación sistemática de varios factores del espacio aéreo.

Los resultados muestran que COMETA puede predecir la carga mental de los controladores en un amplio rango de condiciones de escenario de manera coherente con los correlatos de la carga mental medidos en el estudio. Además, el control preciso de los factores de complejidad del tráfico aéreo que requiere la validación experimental del modelo, ha revelado sus interacciones en la producción de carga mental.

En última instancia, este estudio aporta al objetivo de incorporar la capacidad de los controladores para llevar a cabo de forma segura las tareas de control en el equilibrio entre demanda y capacidad en la programación y gestión del tráfico aéreo.

_____________________

Referencia bibliográfica:

Ibáñez-Gijón, J., Travieso, D., Navia, J. A., Montes, A., Jacobs, D. M., Frutos, P. L. 2023. Experimental validation of COMETA model of mental workload in air traffic control. Journal of Air Transport Management, 108, 102378. doi: 10.1016/j.jairtraman.2023.102378  

Más cultura científica en UAM Gazette.