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AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE ESPERA POR INSTRUMENTOS A PARTIR DE HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS ESPACIAL ERIKA YINETH CÁRDENAS BAUTISTA DIEGO FERNANDO CHITIVA GÓMEZ Proyecto de grado presentado como requisito para optar al Título de ESPECIALISTA EN SISTEMAS DE INFORMACIÒN GEOGRÁFICA DIRECTOR: M.Sc. OSWALDO IBARRA ORTÍZ. PROYECTO DE GRADO ESPECIALIZACIÓN EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA, SIG. CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN INFORMACIÓN GEOGRÁFICA BOGOTÁ D.C. NOVIEMBRE 2019

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AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE ESPERA POR

INSTRUMENTOS A PARTIR DE HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS ESPACIAL

ERIKA YINETH CÁRDENAS BAUTISTA

DIEGO FERNANDO CHITIVA GÓMEZ

Proyecto de grado presentado como requisito para optar al

Título de ESPECIALISTA EN SISTEMAS DE INFORMACIÒN

GEOGRÁFICA

DIRECTOR: M.Sc. OSWALDO IBARRA ORTÍZ.

PROYECTO DE GRADO

ESPECIALIZACIÓN EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA, SIG.

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN INFORMACIÓN GEOGRÁFICA

BOGOTÁ D.C.

NOVIEMBRE 2019

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A nuestras familias por el apoyo,

permanente cariño, comprensión y

espíritu alentador, contribuyendo

incondicionalmente a lograr las

metas y objetivos propuestos.

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AGRADECIMIENTOS

Gracias al señor Técnico Segundo Mario Alonso Aranguren Ramírez, Suboficial – Diseñador

de Procedimientos Aeronáuticos de la Fuerza Aérea Colombiana, por su dedicación y constante

aclaración de temas aeronáuticos. Así mismo, queremos agradecer a la señorita Teniente Jenny

Alejandra Caro Martínez por la capacitación impartida en el manejo de herramientas ArcGIS que

no conocíamos y fueron de gran importancia para estructurar gran parte de la automatización.

contribuyendo a mejorar procesos que se realizan actualmente en la Subdirección de Información

Geoespacial y Procedimientos Aeronáuticos en beneficio de la Fuerza Aérea Colombiana.

De igual manera extendemos nuestros agradecimientos al señor M.Sc. Oswaldo Ibarra Ortiz

por su entera disposición, además del asesoramiento en el ambiente de los Sistemas de Información

Geográfica y lenguajes de programación los cuales fueron fundamentales para estructurar y

desarrollar el presente proyecto.

Gracias a ustedes por su conocimiento, amabilidad y habilidad para enseñar, permitiéndonos

apropiar y vincular sus pedagogías a los objetivos propuestos en nuestro proyecto.

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RESUMEN

El actual documento corresponde a una propuesta de automatización a un procedimiento

realizado por el personal de Diseñadores de Procedimientos de Vuelo por Instrumentos de la

Fuerza Aérea Colombiana para construir el área protección de los procedimientos de espera,

basado en los criterios establecidos en el documento 8168 en la construcción de procedimientos

de vuelo visual y por instrumentos, Volumen II, Operación de aeronaves (OACI, 2014), mediante

una herramienta que facilita el trabajo de diseño desde la entrada de datos iniciales hasta la salida

gráfica, manteniendo la integridad de los datos y cálculos durante todo el proceso, en menor

tiempo.

Esta herramienta fue desarrollada mediante lenguaje de programación (Python), sistema de

gestión de base de datos (PostgreSQL) y software para Sistemas de Información Geográfica

(ArcGIS), cuyo ingreso de datos se realiza mediante una interfaz gráfica que está ligada a procesos

internos de PostgreSQL y Python, las dimensiones resultantes de los cálculos realizados dependen

de los datos de rendimiento de la aeronave, bajo condiciones atmosféricas específicas,

proporcionadas por el diseñador, obteniendo como resultado un esquema del procedimiento de

espera que cumple con los criterios aplicables a esta fase de vuelo.

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Contenido

1 Planteamiento del problema ........................................................................................... 10

2 Justificación .................................................................................................................... 12

3 Objetivos ........................................................................................................................ 13

3.1 Objetivo general ......................................................................................................... 13

3.2 Objetivos específicos .................................................................................................. 13

4 Estado del arte ................................................................................................................ 14

4.1 Marco normativo ........................................................................................................ 14

4.2 Antecedentes ............................................................................................................... 14

4.3 Marco Teórico ............................................................................................................ 17

5 Metodología ................................................................................................................... 24

5.1.1 Recolección de datos ........................................................................................... 24

5.1.2 Almacenamiento de datos ................................................................................... 24

5.1.3 Modelo para automatización del procedimiento de espera ................................. 25

5.1.4 Desarrollo interfaz gráfica ................................................................................... 25

6 Desarrollo Del Proyecto ................................................................................................. 26

6.1 Modelo conceptual ..................................................................................................... 27

6.2 Modelo lógico ............................................................................................................. 28

6.3 Diccionario de datos ................................................................................................... 29

6.4 Programación del método estadístico ......................................................................... 33

6.5 Modelamiento para la construcción de áreas .............................................................. 36

6.6 Interfaz gráfica ............................................................................................................ 41

7 Resultados ...................................................................................................................... 42

7.1 Análisis de resultados gráficos ................................................................................... 55

7.2 Resultados del proyecto .............................................................................................. 55

8 Conclusiones .................................................................................................................. 57

9 Recomendaciones ........................................................................................................... 58

10 Bibliografía..................................................................................................................... 59

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Glosario

Punto de referencia: Es el lugar geográfico que sirve de referencia para un procedimiento de

espera.

Curso: Dirección prevista del viaje de una aeronave, expresada en grados respecto al norte.

Tramo de acercamiento: Corresponde a la distancia dependiente del tiempo y velocidad de la

aeronave con un curso específico hacia el punto de referencia

Tramo de alejamiento: Corresponde a la distancia dependiente del tiempo y velocidad de la

aeronave con un contra rumbo para el posterior viraje y alineación con el punto de referencia.

Circuito nominal: Corresponde a la trayectoria o derrota que sigue una aeronave que se

encuentra en vuelo, ejecutando un procedimiento de espera aeronáutica.

Derrota: La proyección sobre la superficie terrestre de la trayectoria de una aeronave, cuya

dirección en cualquier punto se expresa generalmente en grados a partir del norte (geográfico,

magnético o de la cuadrícula).

Diseñador de procedimientos de vuelo: Persona responsable del diseño de procedimientos de

vuelo que cumple los requisitos de competencia establecidos por el Estado.

Tramo de aproximación inicial: Fase de un procedimiento de aproximación por instrumentos

entre el punto de referencia de aproximación inicial y el punto de referencia intermedio o, cuando

corresponda, el punto de referencia de aproximación final.

Tramo de aproximación intermedia: Fase de un procedimiento de aproximación por

instrumentos entre, ya sea el punto de referencia intermedio y el punto de referencia de

aproximación final, o el punto de aproximación final; entre el final de un procedimiento de

inversión, o procedimiento de espera o de navegación a estima y el punto de referencia de

aproximación final o el punto de aproximación final.

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Tramo de aproximación final: Fase de un procedimiento de aproximación por instrumentos

durante la cual se ejecutan la alineación y el descenso para aterrizar.

VOR: Radiofaro omnidireccional VHF (Radioayuda de navegación).

ISA: Atmósfera tipo internacional (International Standard Atmosphere).

TAS: Velocidad verdadera (True Air Speed)

IAS: Velocidad indicada (True Air Speed)

.

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Introducción

Los procedimientos de vuelo por instrumentos constituyen un componente esencial para el

desarrollo de operaciones aéreas seguras, aun cuando el factor meteorológico no permita que una

tripulación tenga en todas las fases de vuelo condiciones óptimas de visibilidad horizontal y

vertical. Estos procedimientos están compuestos por los segmentos de llegada, inicial, intermedio,

final y de aproximación frustrada.

El presente proyecto se enfoca particularmente en el procedimiento de espera, considerado

como tramo de aproximación inicial, puesto que es allí donde las aeronaves que llegan a un

aeropuerto tienen la posibilidad de permanecer en una zona determinada por un tiempo definido,

debido a factores tales como la afluencia de tránsito, meteorología, contingencias, entre otros.

La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), establece el margen de

franqueamiento de obstáculos como la consideración principal, al construir los procedimientos

para vuelos por instrumentos, teniendo en cuenta factores variables tales como la topografía, las

características de las aeronaves y la pericia de los pilotos. Los márgenes de franqueamiento

indicados se consideran como mínimos de separación con terreno u obstáculos y son el resultado

de métodos estadísticos, cuyos valores no podrían reducirse sin afectar la seguridad operacional.

La construcción de áreas de franqueamiento de obstáculos para procedimientos de espera se

basa en la aplicación directa de los criterios técnicos establecidos en el documento 8168, Operación

de aeronaves, Volumen II (OACI, 2014), los cuales son resultantes de métodos estadísticos y se

explicarán en el contenido de este escrito.

Para el desarrollo del presente proyecto de grado, se realizó una herramienta que permite

automatizar el diseño de las áreas de protección de procedimientos de espera, cuyo fin será la

reducción del tiempo en la realización de cálculos manuales y construcción de las plantillas.

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Actualmente, la construcción de una plantilla utilizando el método convencional, con sus

respectivos cálculos puede tardar aproximadamente una jornada laboral regular de 8 horas (480

minutos), antes de determinar si el diseño es totalmente funcional y cumple los criterios específicos

de una espera a una altitud y velocidad determinada.

La herramienta permite optimizar los tiempos de elaboración de un circuito de espera,

incrementando la productividad de un diseñador de procedimientos al construir una plantilla

automatizada en aproximadamente 6 minutos, reduciendo hasta en un 98.75% los tiempos de

producción si se utilizara el método manual o convencional.

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1 Planteamiento del problema

Actualmente los diseñadores de procedimientos de vuelo por instrumentos de la Fuerza Aérea

Colombiana toman alrededor de una jornada laboral regular de 8 horas, realizando la construcción

y el análisis de un circuito de espera. El tiempo varía de acuerdo con las condiciones topográficas,

categorías de aeronave y a la presencia de obstáculos inmersos en la zona, afectando la oportuna

toma de decisiones y asesoramiento a las tripulaciones de vuelo en escenarios donde no existe un

procedimiento publicado que garantice el margen de franqueamiento de obstáculos y así establecer

una altitud mínima de vuelo que permita una operación segura.

El proceso base para la construcción de la plantilla por parte del personal experto en diseño de

procedimientos de vuelo, requiere de cálculos matemáticos asociados al rendimiento de la

aeronave, seguido del diseño mediante el software de dibujo asistido por computador

MicroStation, el cual demanda que el diseñador tenga un nivel de pericia en su manejo y que

además, para que se considere finalmente funcional la construcción de la plantilla, se debe realizar

el análisis del espacio aéreo y que se cumplan en su totalidad los criterios de margen de

franqueamiento de obstáculos, de lo contrario debe iniciarse de nuevo con el proceso.

La construcción de un circuito de espera en un ambiente SIG, que además permita realizar el

análisis del espacio aéreo que será utilizado durante la operación aérea, es una de las grandes

necesidades de los encargados del proceso de diseño de procedimientos de vuelo. La

implementación de un proceso automatizado mediante una herramienta de este tipo satisface esta

necesidad y mejoraría considerablemente los tiempos de producción de nuevas plantillas y el

mantenimiento de las ya existentes.

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De acuerdo con lo anterior, el propósito del proyecto busca la creación de una herramienta

dinámica y modular que permita reducir los errores por factores humanos, optimización de tiempos

y recursos para la Fuerza Aérea Colombiana.

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2 Justificación

La Fuerza Aérea Colombiana (FAC) a través de la Subdirección de Información Geoespacial y

Procedimientos Aeronáuticos, es la encargada de realizar la obtención de información geoespacial

requerida como insumo para el diseño y publicación de procedimientos aeronáuticos, en apoyo al

desarrollo seguro de operaciones aéreas, por parte de la aviación de estado.

El diseño de áreas de franqueamiento de obstáculos para procedimientos de espera es

considerado como el factor principal desde el punto de vista de la seguridad operacional, cuando

se trata de construir los procedimientos de vuelo, teniendo en cuenta factores variables como: la

topografía, las características de las aeronaves y la pericia de los pilotos.

La Subdirección de Información Geoespacial y Procedimientos Aeronáuticos, indica que este

proceso de elaboración manual puede llegar a tardar una jornada laboral regular de 8 horas

(480min) utilizando el software de dibujo asistido por computador MicroStation para una

velocidad y altitud determinada, es decir, en caso de presentarse una afectación al área de

protección construida, bien sea por elevación del terreno u obstáculos, se debe realizar nuevamente

el proceso modificando las variables de velocidad y altitud, hasta cumplir con los criterios de

franqueamiento de obstáculos.

En virtud de lo expuesto anteriormente, este proyecto pretende desarrollar una solución

alternativa que permita la reducción de errores por factores humanos y la optimización de los

tiempos de construcción de las áreas de franqueamiento de obstáculos en procedimientos de

espera, contribuyendo a la reasignación de recursos humanos a tareas de mayor relevancia y al

posible ahorro financiero que actualmente la Fuerza Aérea emplea para ello.

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3 Objetivos

3.1 Objetivo general

Automatizar el diseño y construcción de las áreas de protección para los procedimientos de

espera.

3.2 Objetivos específicos

Estructurar una base de datos que permita almacenar variables requeridas para la

construcción de las áreas de protección.

Generar los cálculos asociados a la construcción de un procedimiento de espera mediante

lenguaje de programación.

Desarrollar un modelo que permita la construcción automática de las áreas de protección

de un procedimiento de espera a través de herramientas de ArcGIS.

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4 Estado del arte

4.1 Marco normativo

La aviación en Colombia está regulada según el Ministerio de Transportes por la Unidad

Administrativa Especial de Aeronáutica Civil y la Fuerza Aérea Colombiana, así:

Mediante el Decreto 260 de 2014 se establece que la Unidad Administrativa Especial de

Aeronáutica Civil “es la autoridad en materia aeronáutica en todo el territorio nacional y le

compete regular, administrar, vigilar y controlar el uso del espacio aéreo colombiano por parte

de la aviación civil "(Ministerio de Transporte, 2004) y mediante el Decreto Nacional 2937 de

2010(Ministerio de Defensa Nacional, 2010), se designa a la Fuerza Aérea Colombiana (FAC)

“como autoridad aeronáutica de la aviación de estado y ente coordinador ante la autoridad

aeronáutica civil colombiana y se constituye el comité interinstitucional de la aviación de estado".

Adicionalmente, según los establecido en la Disposición 030 de 2015, la Fuerza Aérea

Colombiana “…adopta criterios técnicos aeronáuticos establecidos por la Organización de

Aviación Civil Internacional (OACI), para su aplicabilidad a la regulación de algunos aspectos

de la Aviación de Estado Colombiana”(Fuerza Aérea Colombiana, 2015), entre ellos los criterios

de construcción de áreas de franqueamiento de obstáculos para procedimientos de espera, donde

“se utilizan métodos estadísticos para combinar las variables y luego extrapolar distribuciones

para construir las áreas”(Organización de Aviación Civil Internacional, 2014) siendo esta la

normatividad aplicada para desarrollar la herramienta descrita en el presente escrito.

4.2 Antecedentes

La Fuerza Aérea Colombiana establece como una de sus funciones el apoyo de la Fuerza,

entendiéndose que el cumplimiento de todas las actividades permitirá el desarrollo exitoso de las

misiones o tareas encomendadas, adicionalmente la Organización de Aviación Civil Internacional

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(OACI) tiene como uno de sus objetivos fomentar las artes para diseñar rutas aéreas, aeropuertos

y apoyo para la navegación aérea en la aviación civil internacional; doctrinas que se deben tener

en cuenta para la mejora continua de procesos.

Es por ello que la Fuerza Aérea Colombiana cuenta con un grupo de profesionales encargados

del diseño de procedimientos de vuelo por instrumento, quienes usan el software MicroStation en

lenguaje CAD, es decir, corresponde a un proceso de dibujo manual en un espacio infinito, en

formato DGN, el cual se genera paso a paso aplicando los criterios estadísticos para la construcción

de áreas de franqueamiento de obstáculos. (Ilustración 1)

Ilustración 1: Ejemplo de elaboración manual para la construcción de las áreas de procedimientos de espera.

Esta gráfica corresponde a un trabajo manual elaborado por el señor Técnico Segundo Mario

Alonso Aranguren Ramírez, quien describe que el proceso de elaboración y los cálculos necesarios

para obtener la imagen de la ilustración 1, puede tomar aproximadamente una jornada laboral

regular de 8 horas (480 minutos), puesto que es un trabajo manual en el que las dimensiones en

los polígonos que definen el área de franqueamiento de obstáculos dependen de la velocidad de la

aeronave y la altitud; ya que son el factor significativo en todos los diseños de procedimientos de

vuelo.

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El tiempo mencionado corresponde a un promedio empleado para la construcción de áreas de

espera por varios diseñadores de procedimientos aeronáuticos, según indicaciones del señor

Técnico Primero Mario Andrés Valencia Gomez, quien lleva 5 años trabajando en la Subdirección

De Información Geoespacial y Procedimientos Aeronáuticos, donde el factor experiencia en el

diseño de procedimientos es determinante para realizar el proceso completo del diseño de una

plantilla de un circuito de espera.

En cuanto a software comercial para el diseño de procedimientos de vuelo existen algunos

como: Global Procedure Designer (GPD 5.2) desarrollado por MDA Systems Ltd, Flight

Procedures Design and Airspace Management (FPDAM) de la empresa IDS S.p.A y GéoTITAN®

desarrollado por CGX AERO (Ilustración 2).

Ilustración 2: Diseño de procedimientos de vuelo por instrumentos GéoTITAN®

Entidades como la Unidad Administrativa Especial de Aeronáutica Civil (UAEAC) de

Colombia, realiza el diseño de procedimientos de vuelo con el software FPDAM cuyo coste supera

los US$163.000 anuales (incluye mantenimiento y capacitación) y también es utilizado por países

como Argentina, España y Francia. El GéoTITAN® y GPD tienen un costo que oscila entre los

US$113.000 y US$146.000 anuales, empleado por países como Estados Unidos, Francia y México.

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4.3 Marco Teórico

Los procedimientos de espera son maniobras predeterminadas que mantiene a la aeronave

dentro de un espacio aéreo asignado, mientras espera una autorización por afluencia de tránsito

aéreo, meteorología, contingencias, entre otros imprevistos en el aterrizaje y está compuesta por

las siguientes partes: (Ilustración 3)

Punto de referencia: Es el lugar geográfico que sirve de referencia para un procedimiento de

espera.

Curso: Dirección prevista del viaje de una aeronave, expresada en grados respecto al norte.

Tramo de acercamiento: Corresponde a la distancia dependiente del tiempo y velocidad de la

aeronave con un curso específico hacia el punto de referencia

Tramo de alejamiento: Corresponde a la distancia dependiente del tiempo y velocidad de la

aeronave con un contra rumbo para el posterior viraje y alineación con el punto de referencia.

Al hablar de una maniobra estándar, significa que su diseño está claramente definido, así como

también sus áreas de protección necesarias para el análisis previo a una publicación en cartas

aeronáuticas, reglamentado en el método estadístico para la construcción de áreas de

Ilustración 3: Circuito de espera (Elaboración propia)

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franqueamiento de obstáculos en procedimientos de espera, las cuales tendrán una proporción en

el espacio aéreo que dependerá de la velocidad de las aeronaves y la altitud, además de garantizar

la separación con el terreno u obstáculos.

Para la construcción de procedimientos de vuelo por instrumentos se tiene en cuenta la

clasificación de aeronaves emitida por la Organización de Aviación Civil Internacional,

establecida por rangos de velocidad de aproximación como se muestra a continuación:

Tabla 1: Velocidad indicada (IAS) para el cálculo de procedimientos

Categoría de aeronaves

Velocidad

(km/h)

Velocidad (Kt) =

(Nm/h)

A < 169 < 91

B 169 – 223 91 – 120

C 224 – 260 121 – 140

D 261 – 306 141 – 165

E 307 – 390 166 – 210

Fuente: Documento 6168, Operación de Aeronaves (OACI)

Tabla 2:Ejemplos de aeronave por categorías

Categoría Velocidad (Kt) Ejemplo de aeronave

A < 169

C-208 (Caravan)

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Categoría Velocidad (Kt) Ejemplo de aeronave

B 169 – 223

C-90

C 224 – 260

BOEING 727-200 (Vulcano)

D 261 – 306

BOEING 767-200 (Jupiter)

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Categoría Velocidad (Kt) Ejemplo de aeronave

E 307 – 390

C-10 (K-fir)

Adicionalmente, se debe tener en cuenta los factores de conversión que permiten transformar

la velocidad indicada (IAS) en velocidad verdadera (TAS) para altitudes de 0 a 24000 pies, donde

la atmósfera estándar internacional (ISA) corresponde al modelo de atmósfera terrestre que

permite obtener los valores de presión, temperatura, densidad y viscosidad del aire en función de

la altitud, empleada para determinar la diferencia de cálculos en términos de temperatura como se

muestra a continuación:

Tabla 3:Factor de conversión de velocidad indicada (IAS) a velocidad verdadera (TAS)

Altitud ISA + 15

0 1,0257

1000 1,0411

2000 1,0567

3000 1,0728

4000 1,0892

5000 1,1059

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Altitud ISA + 15

6000 1,1231

7000 1,1406

8000 1,1586

9000 1,1770

10000 1,1958

11000 1,2150

12000 1,2347

13000 1,2549

14000 1,2755

15000 1,2967

16000 1,3184

17000 1,3406

18000 1,3634

19000 1,3868

20000 1,4107

21000 1,4353

22000 1,4605

23000 1,4863

24000 1,5128

Fuente: Documento 8168, Operación de Aeronaves (OACI)

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22

Para realizar el cálculo de la velocidad verdadera (TAS), se debe multiplicar la velocidad

indicada (IAS) de la tabla 1 por el factor de conversión correspondiente a la altitud de la tabla 3,

entonces:

TAS = IAS * (ISA + 15 según corresponda a la altitud)

Posteriormente, para generación del área de protección de procedimientos de espera considera

un área básica de procedimiento y un área intermedia. El área básica de procedimiento se realiza

en dos etapas:

La primera etapa consiste en construir una plantilla (Ilustración 3) para los valores

apropiados de tiempo, velocidad y altitud, en la que se tienen en cuenta todos los factores

que pueden hacer que una aeronave se desvié del circuito nominal.

Ilustración 4: Plantilla de espera con los puntos de construcción asociados.

Page 24: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

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La segunda etapa consiste en trazar el área básica obtenida del procedimiento moviendo el

origen de la plantilla entorno al área de tolerancia del punto de referencia como se muestra en la

ilustración 5.

Finalmente, se añade un área intermedia de 5 Nm (Millas náuticas) en torno al área básica

obtenida para un procedimiento de espera (Ilustración 6).

De acuerdo con los pasos anteriores, se obtienen las áreas de franqueamiento de obstáculos para

procedimientos de espera, que permitirán al diseñador, analizar el espacio aéreo comprometido

respecto al terreno u obstáculos, hasta satisfacer los criterios de seguridad en condiciones

operativas.

Ilustración 5: Áreas de tolerancia, puntos de color azul, rojo, cyan y verde. (Elaboración propia)

Ilustración 6:Áreas de protección de un procedimiento de espera

Page 25: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

24

5 Metodología

La herramienta se desarrolló empleando una metodología ágil que se caracteriza por ser

adaptable en un entorno cambiante durante tiempos cortos, pero con altos niveles de calidad

empleando el siguiente proceso:

Ilustración 7:Metodología

5.1.1 Recolección de datos

Se apropiaron los criterios estadísticos a tener en cuenta para la construcción de áreas de

procedimientos de espera y comprendiendo el uso de los factores de conversión de velocidad

indicada (IAS) a velocidad verdadera (TAS) variable con la altitud, además de desglosar el paso a

paso para construir un área de franqueamiento de obstáculos insumo para continuar con el

desarrollo del proyecto.

5.1.2 Almacenamiento de datos

Se usó como servidor de base de datos a PostgreSQL, el cual está desarrollado bajo código

abierto y ofrece seguridad de la información, oportunidad de mejoras a procesos actuales de la

Fuerza Aérea Colombiana y por lo tanto puede aprovecharse en desarrollos futuros para hacer un

almacenamiento óptimo de datos, además de ser sencillo de manejar y permitir que esta

información sea leída por cualquier sistema de información geográfica, componente que no

ofrecen todos los gestores de bases de datos.

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Es por ello que en primer lugar se almacenaron los datos de la tabla de factores de conversión

de velocidad indicada (IAS) a velocidad verdadera (TAS) respecto a las altitudes y posteriormente

en Sublime Text ® con códigos Python® se generan los cálculos correspondientes al método

estadístico cuyos resultados dependerán de las variables iniciales que establezca el diseñador para

la automatización del proceso de construcción de áreas de espera.

5.1.3 Modelo para automatización del procedimiento de espera

Posterior al almacenamiento de datos se genera un modelo lógico en Model Builder del

Software ArcGIS, tomando como datos iniciales lo almacenado en PostgreSQL, como lo son:

punto geográfico, curso, altitud, tiempo, velocidad y los cálculos mencionados que fueron

programados en Python®, que al ser empleados en el modelo permiten la interacción de estos

resultados con el uso de herramientas de ArcGIS para generar automáticamente el área básica del

procedimiento, circuito nominal y área intermedia.

5.1.4 Desarrollo interfaz gráfica

El desarrollo de la interfaz gráfica se realizó para presentar de forma amigable e intuitiva la

solicitud de datos iniciales que deberá suministrar el diseñador de procedimientos aeronáuticos

como característica principal en la automatización del proceso, evitando que este ingrese

directamente a PostgreSQL, para garantizar el control de usuario y estructura sólida del buen

funcionamiento de la base de datos

Page 27: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

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6 Desarrollo Del Proyecto

Se identificó la necesidad de almacenamiento de una base de bases de datos con componente

geográfico que permita tomar los datos allí almacenados para interactuar con ArcGIS asignándole

el nombre de “bd_espera” (Ilustración 8), cuyos datos recopilados en la tabla

factor_de_conversion_ISA_a_TAS (tabla1) es estándar, en punto_de_referencia (punto_a) se aloja

la información geográfica del punto inicial para la construcción de las áreas y cálculos_espera

(c_espera) y transformaciones_de_velocidad (tabla2) son tablas dinámicas que resultan de la

programación en Python®. Las demás tablas que se pueden visualizar corresponden a los sistemas

de referencia espacial.

Ilustración 8:Arquitectura base de datos (Extraída de PostgreSQL, elaboración propia)

Page 28: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

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Obtener el diseño físico de una base de datos sólida requirió de la identificación de entidades y

relación de estos objetos mediante modelos conceptuales y lógicos que se explican en este

documento.

6.1 Modelo conceptual

Este modelo obedece a la necesidad de identificar las entidades que interactúan en el proyecto

y lograr una compatibilidad de información para representar datos geográficos en la

automatización del diseño de procedimientos de espera. (Ilustración 9)

Ilustración 9:Modelo conceptual (Elaboración propia)

Los nombres de atributos que se relacionan en cada entidad del modelo conceptual se describen

en (6.3 Diccionario de datos) y obedecen a la estandarización que la Fuerza Aérea Colombiana

acoge de la Organización de Aviación Civil Internacional, mediante el marco normativo descrito.

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6.2 Modelo lógico

Con base al modelo conceptual se hace una transformación a un esquema lógico para garantizar

el correcto funcionamiento y aplicación al integrar la base de datos de postgreSQL con ArcGIS.

(Ilustración 10).

Ilustración 10:Modelo lógico (Elaboración propia)

La descripción de parámetros empleados se encuentra a continuación en el titulo 6.3

Page 30: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

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6.3 Diccionario de datos

Esta parte del documento tiene como finalidad proporcionar información de los objetos que se

encuentran en la base de datos, los cuales se establecieron siguiendo lo señalado por la

Organización de Aviación Civil Internacional en el método estadístico para la construcción de

áreas de procedimientos de espera (Ilustración 10), entre otros que surgieron en la fase del diseño

conceptual.

Tabla 4: Diccionario de datos: Punto de referencia

PUNTO DE REFERENCIA

Nombre en database: punto_a

Atributo Tipo de

dato Longitud Descripción

ID Integer [PK] Identificación del atributo

Pespera Character

varying 30

Punto de referencia de espera: Lugar geográfico que sirve

de referencia para un procedimiento de espera.

Curso Numeric

Dirección prevista del viaje de una aeronave, expresada en

grados respecto al norte (geográfico, magnético o de la

cuadrícula)

Coordx Double

precision

Coordenada geográfica para X del sistema geodésico WGS

84

Coordy Double

precision

Coordenada geográfica para Y del sistema geodésico WGS

84

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30

Tabla 5: Diccionario de datos: Factor de conversión de velocidad indicada IAS a velocidad verdadera TAS

FACTOR DE CONVERSIÓN DE VELOCIDAD INDICADA (IAS) A VELOCIDAD

VERDADERA (TAS)

Nombre en database: tabla 1

Atributo Tipo de dato Longitud Descripción

fts Integer [PK] Identificación del atributo

Altitud Numeric

Distancia vertical entre un nivel, punto u objeto

considerado como punto, y el nivel medio del mar

(MSL).

ISA 15 Double

precision

(International Standard Atmosphere) Atmósfera tipo

internacional

Tabla 6: Diccionario de datos: Transformaciones de la velocidad

TRANSFORMACIONES DE LA VELOCIDAD

Nombre en database: tabla 2

Atributo Tipo de dato Longitud Descripción

fts Integer [PK] Identificación del atributo

TAS Double

precision

Velocidad verdadera resultante de multiplicar la

velocidad indicada por el factor de conversion a una

altitud.

W Integer Velocidad del viento dependiente de la altitud.

GS Double

precision

Ground speed:Sumatoria de velocidad verdadera y

velocidad del viento.

Page 32: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

31

Tabla 7: Diccionario de datos: Cálculos de espera

CÁLCULOS DE ESPERA

Nombre en database: c espera

Atributo Tipo de

dato Longitud Descripción

cons Integer

[PK]

Identificación del atributo

K Double

precision

Factor de conversión: para transformar la velocidad indicada en

velocidad verdadera para altitudes de 0 a 24.000 pies y

temperaturas de atmosfera estándar.

V Double

precision

Velocidad verdadera: producto de la multiplicación de velocidad

indicada por el factor de conversión (km/h o Kt)

v Double

precision

Velocidad en km por segundo o Nm por segundo

R Double

precision

Régimen de viraje en grados por segundo (no superior a tres grados

por segundo)

r Numeric

Radio de viraje a un ángulo de inclinación lateral designado con

aire en calma según corresponda.

h Integer Altitud en miles de pies o metros

w Integer Viento normalizado por la OACI en km/h o Kt

w’ Numeric Viento normalizado por la OACI en km/s o Nm/s

E45 Numeric

Efecto del viento durante el tiempo empleado para cambiar el

rumbo en 45°

t Integer Tiempo en segundos de los tramos de alejamiento y acercamiento

L Numeric

Distancia en km o Nm recorrida a velocidad determinada por

tiempo especifico

Page 33: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

32

CÁLCULOS DE ESPERA

ab Numeric

Distancia entre los puntos a y b correspondientes a 5 segundos por

la velocidad en segundos

ac Numeric

Distancia entre los puntos a y c correspondientes a 11 segundos por

la velocidad en segundos

gi1 = gi3 Numeric

Distancia correspondiente a 5 segundos menos del tiempo de

alejamiento por la velocidad en segundos

gi2 = gi4 Numeric

Distancia correspondiente a 21 segundos adicionales al tiempo de

alejamiento por la velocidad en segundos

W b Numeric

Longitud del radio desde el punto b (5 segundos por la velocidad

del viento normalizado por la OACI en km/s o Nm/s)

Wc Numeric

Longitud del radio desde el punto c (11 segundos por la velocidad

del viento normalizado por la OACI en km/s o Nm/s)

Wd Numeric

Longitud del radio de Wc más el efecto del viento durante el

tiempo empleado para cambiar el rumbo en 45°

We Numeric

Longitud del radio de Wc más 2 veces el efecto del viento durante

el tiempo empleado para cambiar el rumbo en 45°

Wf Numeric

Longitud del radio de Wc más 3 veces el efecto del viento durante

el tiempo empleado para cambiar el rumbo en 45°

Wg Numeric

Longitud del radio de Wc más 4 veces el efecto del viento durante

el tiempo empleado para cambiar el rumbo en 45°

Wh Numeric

Longitud del radio de Wb más 4 veces el efecto del viento durante

el tiempo empleado para cambiar el rumbo en 45°

Page 34: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

33

CÁLCULOS DE ESPERA

Wo Numeric

Longitud del radio de Wb más 5 veces el efecto del viento durante

el tiempo empleado para cambiar el rumbo en 45°

Wp Numeric

Longitud del radio de Wb más 6 veces el efecto del viento durante

el tiempo empleado para cambiar el rumbo en 45°

Wi1 =

Wi3 Numeric

Longitud del radio de un círculo con centros en el punto i1 e i3

Wi2 =

Wi4 Numeric

Longitud del radio de un círculo con centros en el punto i2 e i4

Wj Numeric Longitud del radio de un círculo con centro en el punto j

Wk =

W1 Numeric

Longitud del radio de un círculo con centros en el punto k y l

Wm Numeric Longitud del radio de un círculo con centro en el punto m

Wn3 Numeric Longitud del radio de un círculo con centro en el punto n3

Wn4 Numeric Longitud del radio de un círculo con centro en el punto n4

XE Numeric

Desplazamiento mayor de una aeronave a lo largo de la nominal

correspondiente al Eje X

YE Numeric

Desplazamiento mayor de una aeronave a lo largo de la

perpendicular a la nominal correspondiente al eje Y

Lo anterior para comprensión de términos durante la construcción automatizada de las áreas del

procedimiento de espera.

6.4 Programación del método estadístico

Para estructuras el método estadístico se usó lenguaje Python, importando incialmente las

librerías math para cálculos matemáticos y psycopg2 para la interacción con la base de datos

asociada en la construcción de procedimientos de espera para lograr un resultado.

Page 35: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

34

En la ilustraciòn 11 se encuentra un ejemplo de los cálculos realizados para un caso en

específico en el que se tienen uno datos de entrada y, en las ilustraciones 12-13 está el método

estadístico que define las dimensiones resultantes de un caso específico, para la posterior

construcciòn de la plantilla para un procedimiento de espera como se ve en la ilustración 4.

Ilustración 11:Ejemplo de datos iniciales para el cálculo de áreas de procedimientos de espera

Ilustración 12:Ejemplo de método estadístico para el cálculo de áreas de procedimientos de espera, parte 1.

Page 36: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

35

Ilustración 13: Ejemplo de método estadístico para el cálculo de áreas de procedimientos de espera, parte 2.

Con base en las fórmulas vistas en este ejemplo se generan las líneas de código pertinentes para

la creación de las variables iniciales de la herramienta tales como: velocidad, altitud, tiempo, curso,

coordenadas y así mismo las líneas correspondientes a cada uno de los 33 procesos matemáticos

cuyos resultados serán el insumo para la construcción de la plantilla de procedimientos de espera

y a su vez se almacenarán en la base de datos, permitiendo que al ingresar nuevos valores todas

estas operaciones se efectúen automáticamente: (ilustración 14)

Ilustración 14: Líneas de código Python para cálculos automatizados. (Elaboración propia)

Page 37: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

36

6.5 Modelamiento para la construcción de áreas

Se realizó la construcción manual de la plantilla a fin de comprender el proceso de elaboración

de la primera parte de esta (Ilustración 15), donde el punto ‘a’ corresponde al punto de referencia

del procedimiento.

Ilustración 15: Construcción manual de plantilla en ArcGIS (Elaboración propia)

La construcción automática de las áreas de procedimientos de espera se enmarca en el siguiente

proceso (Ilustración 16):

Ilustración 16: Explicación del proceso de construcción (Elaboración propia)

Page 38: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

37

Para ello, en Model Builder, que establece la conexión a la base de datos para traer los datos

almacenados en la base de datos así: (ilustración 17)

Posteriormente se traen los datos ingresados por el usuario correspondientes a las coordenadas

en WGS84 del punto de referencia conocido como punto inicial (a) (Ilustración 18), el cual debe

ser proyectado a coordenadas planas y generar nuevamente los valores de esta coordenada para los

ejes X e Y.

Ilustración 18:Punto de referencia (Elaboración propia)

A continuación, se integran todos los datos asociados

(Ilustración 19), es decir los 33 resultados matemáticos

con el punto a, para ejecutar con base en ellos las

herramientas que se mencionan a continuación con las

dimensiones que corresponderán a uno de los campos de

esta capa resultante.

Ilustración 17:Conexion a base de datos (Elaboración propia)

Ilustración 19:Ilustración 13: Unión con cálculos

asociados (Elaboración propia)

Page 39: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

38

Para la automatización de todo el modelo, cuando era requerido realizar una línea se usó la

herramienta Bearing Distance To Line, garantizando en la capa de entrada que estuvieran los

campos del curso al que iba dirigido la línea, coordenadas iniciales de la línea y distancia. Para

esto, se agrega un Join con la tabla de datos principales cuando se requiere llamar alguna de las

distancias generadas automáticamente, además de usar Feature Vertice To Points para determinar

el punto final de la línea y sus coordenadas, ya que serán el punto de partida para una nueva línea

o polígono: (ilustración 20)

Ilustración 20: Herramientas empleadas para la automatización de líneas, puntos y coordenadas (Elaboración propia)

El uso adecuado y repetitivo de estas herramientas permitió generar puntos de referencia con

base en la velocidad, radio de viraje y altitud, que contienen el área inicial, considerando un

escenario en condiciones de aire en calma para la utilización de un sistema de navegación como

se muestra en la Ilustración 21.

Ilustración 21:Influencia de las tolerancias de navegación (Elaboración propia)

Page 40: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

39

En seguida de este proceso cada uno de estos puntos se toman como centro y se generan buffers

que representan el efecto del viento en cada tramo del circuito de espera considerando la velocidad

del viento por el tiempo de vuelo desde el punto de referencia hasta cada uno de los puntos

subsiguientes cuyas dimensiones también están como resultados de los cálculos realizados en

Python, hasta obtener el resultado de la ilustración 22.

Ilustración 22:Influencia del viento en cada punto (Elaboración propia)

Como última parte de la primera fase se realiza el trazado de la plantilla como lo indica la

ilustración 3 del presente documento generando la envolvente de las áreas resultantes del paso

anterior, uniendo los buffers y empleando la herramienta minimum bounding geometry se obtiene

como resultado el área básica de procedimiento (Ilustración 23).

Page 41: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

40

Ilustración 23: Área básica del procedimiento (Elaboración propia)

A continuación, se define el circuito nominal con el uso de las herramientas de la ilustración

20 iniciando en el punto de referencia ‘a’. Este circuito corresponde a la trayectoria que sigue un

piloto en una espera aeronáutica realizando virajes con distancia ‘r’, tramos de alejamiento y

acercamiento ‘L’ cuyas dimensiones dependerán de los cálculos resultantes de Python según los

datos de entrada que suministre el diseñador de procedimientos y visualmente está reflejado en la

Ilustración 24.

Ilustración 24: Circuito nominal (Elaboración propia)

Page 42: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

41

A continuación, para generar el área intermedia de 5 Nm en torno al área básica de

procedimiento (Ilustración 23) se usa la herramienta buffer con distancias de una milla para

obtener como resultado la ilustración 25.

Ilustración 25: Área intermedia del procedimiento de espera (Elaboración propia)

6.6 Interfaz gráfica

Usando la librería de PyQT Designer se desarrolló una interfaz gráfica sencilla, práctica y

entendible para el ingreso de características con las que se va a diseñar el procedimiento de espera

para cualquier punto de referencia (ilustración 26).

Ilustración 266:Interfaz gráfica, para ingresar datos (Elaboración propia)

Page 43: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

42

7 Resultados

Los resultados presentados a continuación corresponden a diferentes escenarios y aeronaves en

donde se tiene en cuenta factores como la velocidad y la altitud del procedimiento con el fin de

calcular la afectación en el rendimiento de las aeronaves, que puede visualizarse en la salida gráfica

como resultados de los cálculos efectuados de manera automática según lo establecido para la

construcción de áreas de espera. (Ilustración 27,28)

Ilustración 27: Ejemplo de resultados del ingreso de variables para determinada aeronave (Elaboración propia)

Ilustración 27:Ejemplo de resultados gráfico para las variables ingresadas (Elaboración propia)

Page 44: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

43

Se realizaron pruebas con varias aeronaves evidenciando el comportamiento o proporción del

espacio aéreo que protege un procedimiento de espera cómo en cada caso se indica. Para ello se

usó simbología aeronáutica y BaseMap para análisis básico respecto al terreno.

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. A) VARIABLES

C-208 Caravan IAS: 175 Kt

Altitud: 8.000

Tiempo: 1 Min

Curso: 076

Punto de

espera: VOR Ambalema

Coordenadas: N: -74,7675

W: 4,78388889

Page 45: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

44

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. A) VARIABLES

C-208 Caravan IAS: 175 Kt

Altitud: 8.000

Tiempo: 3 Min

Curso: 076

Punto de

espera:

VOR

Ambalema

Coordenadas: N: -74,7675

W: 4,78388889

Page 46: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

45

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. B) VARIABLES

C-90 IAS: 140 Kt

Altitud: 17.000

Tiempo: 1 Min

Curso: 142

Punto de

espera:

VOR

Mariquita

Coordenadas: N: -74,92416677

W: 5.207222

Page 47: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

46

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. B) VARIABLES

C-90 IAS: 180 Kt

Altitud: 19.000

Tiempo: 3 Min

Curso: 142

Punto de

espera:

VOR

Mariquita

Coordenadas: N: -74,92416677

W: 5.207222

Page 48: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

47

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. C) VARIABLES

Boeing 727 – 200 Vulcano IAS: 180 Kt

Altitud: 11.000

Tiempo: 1 Min

Curso: 41

Punto de

espera: VOR Soacha

Coordenadas: N: -74,277222

W: 4,6050

Page 49: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

48

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. C) VARIABLES

Boeing 727 – 200 Vulcano IAS: 180 Kt

Altitud: 11.000

Tiempo: 2 Min

Curso: 41

Punto de espera: VOR Soacha

Coordenadas: N: -74,277222

W: 4,6050

Page 50: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

49

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. C) VARIABLES

Boeing 727 – 200 Vulcano IAS: 180 Kt

Altitud: 11.000

Tiempo: 3 Min

Curso: 41

Punto de espera: VOR Soacha

Coordenadas: N: -74,277222

W: 4,6050

Page 51: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

50

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. C) VARIABLES

Boeing 727 – 200 Vulcano IAS: 180 Kt

Altitud: 14.000

Tiempo: 1 Min

Curso: 41

Punto de

espera: VOR Soacha

Coordenadas: N: -74,277222

W: 4,6050

Page 52: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

51

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. C) VARIABLES

Boeing 727 – 200 Vulcano IAS: 180 Kt

Altitud: 14.000

Tiempo: 2 Min

Curso: 41

Punto de

espera: VOR Soacha

Coordenadas: N: -74,277222

W: 4,6050

Page 53: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

52

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. C) VARIABLES

Boeing 727 – 200 Vulcano IAS: 180 Kt

Altitud: 14.000

Tiempo: 3 Min

Curso: 41

Punto de

espera: VOR Soacha

Coordenadas: N: -74,277222

W: 4,6050

Page 54: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

53

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. D) VARIABLES

Boeing 767 – 200 Jupiter IAS: 230 Kt

Altitud: 12.000

Tiempo: 1.5 Min

Curso: 6

Punto de

espera: FIX GEML

Coordenadas: N: -75.4221444

W: 5.87557500

Page 55: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

54

ÁREAS DE FRANQUEAMIENTO DE OBSTÁCULOS

PARA PROCEDIIENTOS DE ESPERA

AERONAVE (Cat. E) VARIABLES

Kfir C – 10 IAS: 280 Kt

Altitud: 14.000

Tiempo: 1 Min

Curso: 158

Punto de

espera: TANGO 1

Coordenadas: N: -74.43805556

W: 4.90055556

Page 56: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

55

7.1 Análisis de resultados gráficos

Las dimensiones de las áreas anteriores presentan variaciones tales como:

Los tramos de alejamiento y acercamiento tienen mayor longitud por el tiempo que se le

definió a la espera aeronáutica, ya que, a mayor tiempo, mayor distancia recorrida por la

velocidad que lleve la aeronave.

El radio de viraje también en algunos casos es más amplio que otros y también está

directamente ligado a la velocidad de la aeronave en términos de altitud.

Los factores de cálculo como la velocidad y el ángulo de viraje o inclinación lateral, además

de los factores externos como la temperatura exterior, la altitud, la presión atmosférica y el viento,

son los que definen la proporción que tendrá el área de espera, es por ello que el análisis respecto

al terreno y obstáculos presentes en la zona, posterior a la construcción del área se podrá realizar

con mayor eficiencia.

7.2 Resultados del proyecto

De acuerdo con lo expuesto consideramos que se cumplió con el objetivo principal de este

proyecto, al automatizar el diseño de procedimientos de espera por instrumentos a partir de

herramientas de análisis espacial, optimizando los tiempos de elaboración de una sola plantilla que

requería de una jornada de trabajo regular de 8 horas a 6 minutos aproximadamente.

Adicionalmente se propone al personal responsable del diseño de procedimientos de vuelo una

herramienta automatizada para la construcción de procedimientos de espera con el potencial de

reducir en un gran número los errores, ahorrar tiempo y mantenerse dentro de los parámetros

requeridos, además de estar a la vanguardia con los avances tecnológicos en materia de aviación,

Page 57: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

56

tales como la implementación de nuevos sistemas de navegación y optimización del uso de

espacios aéreos.

Adicionalmente es una herramienta que abre las puertas a un desarrollo acorde a las necesidades

de los diseñadores de procedimientos de vuelo, logrando obtener algunas de las capacidades que

ofrecen softwares como EFPDAM, GPD o GeoTITÁN, que por sus altos costos de compra y

mantenimiento a la fecha no se han podido adquirir.

Page 58: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

57

8 Conclusiones

1. Se logró automatizar el proceso de construcción de áreas procedimientos de espera,

reduciendo los tiempos de producción aproximadamente en un 98% para una sola

plantilla, mediante una herramienta fácil, dinámica y de uso sencillo.

2. Esta herramienta favorece la oportuna toma de decisiones para los diseñadores de

procedimientos, controladores aéreos y comandantes de Unidad para la aplicación de

este producto en ejercicios como revistas aéreas, operaciones, además de reducir costos

operacionales y aumentando la productividad del personal.

3. El desarrollo de cálculos a través del lenguaje de programación garantiza un estándar de

calidad reduciendo el error humano que puede presentarse al ejecutar este proceso de

forma manual.

4. Se logró construir una base de datos sólida en PostgreSQL que puede ser empleada

para procesos futuros de automatización en la Fuerza Aérea Colombiana por ser

confiable, libre y asociado con cualquier sistema de información geográfica.

Page 59: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

58

9 Recomendaciones

Se recomienda continuar con la aplicación y mejoras al código de programación a fin de

garantizar austeridad, simplicidad de líneas, además de permitir la vinculación de futuras

alternativas al diseño de procedimientos aeronáuticos.

Así mismo consideramos importante que se continúe con el uso de la base de datos PostgreSQL

en futuras automatizaciones del diseño de procedimientos de vuelo.

Page 60: AUTOMATIZACIÓN DEL DISEÑO DE PROCEDIMIENTOS DE …

59

10 Bibliografía

Fuerza Aérea Colombiana. Disposición 030 de 2015. , (2015).

Ministerio de Defensa Nacional. Decreto 2937 de 2010. , Pub. L. No. Decreto 2937, 5 de agosto

de 2010 4 (2010).

Ministerio de Transporte. Decreto 260 de 2004. , Pub. L. No. Decreto 260 de 2004, Ministerio de

Transporte 18 (2004).

Organización de Aviación Civil Internacional. (2014). Operación de aeronaves (Sexta; OACI,

ed.). Recuperado de www.icao.int