Li Weigang - GROUND HANDLING WORKSHOP - PANEL 3: Key challenges for the sector in Latin America: what is on the radar?

1. GROUND HANDLING
WORKSHOP
AFTERNOON SESSION – MARCH, 30th
PANEL 3: Key challenges for the sector in Latin
America: what is on the radar?
PAINEL 3: Principais desafios para o setor na América
Latina: o que está no radar?

2. Um Modelo de Planejamento
Multiagente para a Gestão de
Operações em Solo nos
Aeroportos
Patrick Kabongo, Alessandro Leite, Li Weigang
TransLab， Universidade de Brasilia - UnB

3. Sumário
Introdução
Objetivo
Conceito A-CDM
Planejamento Multiagente
Modelo proposto para a gestão de Operações em solo no Aeroporto
Caso de Estudo
Análise de escalabilidade
Conclusão

4. Introdução
Os atrasos e congestionamentos no tráfego aéreo tornaram-se uma situação comum.
Isso resulta em um alto custo financeiro e humano para as companhias aéreas e
passageiros.
Uma causa é o mau funcionamento de Operações em Solo no aeroporto.

5. O que é Operações em Solo no Aeroporto?
Operações em Solo compreende vários serviços exigidos por aeronaves
enquanto elas estão no solo, estacionadas em um portão de terminal ou em
uma posição remota em um aeroporto.

6. Exemplos de processo de Operações em Solo
incluem:

7. Nosso modelo visa ajudar no planejamento de
Operações em Solo
Modelar as Operações em Solo sob um framework unificado para melhorar seu
desempenho.
O modelo proposto é compatível com o conceito de Tomada de Decisões
Colaborativas do Aeroporto (A-CDM)

8. Conceito de A-CDM
Cria um procedimento de gestão em solo comum para os diferentes componentes do
Sistema de Transporte Aéreo (ATS).
Baseia-se numa melhor comunicação entre os diferentes parceiros envolvidos do
aeroporto.

9. Parceiros envolvidos no A-CDM

10. Planejamento Multiagente (MAP)
Múltiplos agentes planejando e agindo de forma colaborativa.
No MAP, um processo de planejamento é distribuído para vários agentes de
planejamento/execução que planejam um plano conjunto, não linear, que será
posteriormente executado pelos mesmos agentes.

11. Problema MAP
Um problema de MAP pode ser descrito da seguinte forma: dado
um estado inicial,
um conjunto de objetivos globais,
um conjunto de (pelo menos dois) agentes, cada agente com um conjunto de suas
capacidades e seus objetivos privados, vai encontrar a sua ação por um plano.
Estes planos juntos são coordenados e os objetivos globais do problema são atendidos.

12. Abordagens em MAP
Na literatura, existem duas abordagens principais para a resolução de tarefas MAP:
A abordagem centralizada :
Envolve o uso de um agente intermediário que tem conhecimento completo da tarefa MAP.
A abordagem distribuída ou descentralizada :
Propaga a responsabilidade de planejamento entre os agentes, que se encarregam de interagir uns com os
outros para coordenar suas soluções locais, se necessário.

13. Modelo MAP proposto
O modelo proposto usa uma abordagem descentralizada que intercala planejamento e
coordenação, proporcionando uma visão mais unificada do MAP cooperativo.
Existe dois tipos de agentes nesse modelo:
Agentes reativos : São eles o Agente companhias aéreas e o Agente controle de tráfego aéreo.
Agentes de planejamento : São eles Agentes Gestores de tarefas de Operações em Solo. Esses gestores
gerenciam recursos de atividade relacionada.
Ex: Agente Gestor embarque gerencia recursos da tarefa “embarque”

14. Visão geral do Modelo MAP proposto

15. Modelo MAP proposto : Algoritmo
O Agente controle do tráfego aéreo atualiza os horários de chegada e partida de voos
previstos e a informação sobre onde as aeronaves estacionarão que são transmitidos
ao Agente companhias aéreas;
O Agente companhias aéreas transmite esses horários e informações chamados de
plano de voos, aos Agentes gestores de tarefa de Operações em Solo;

16. Modelo MAP proposto : Algoritmo
A partir do plano de voos, os Agentes gestores de tarefas de Operações em Solo,
usando seus recursos e trabalhando em conjunto, criam um plano global atribuindo
os seus recursos aos voos. Esse plano será executado posteriormente pelos mesmos
agentes gestores.
Depois da execução do plano, os Agentes gestores avisarão ao Agente controle de
tráfego aéreo que os voos estão prontos para partida.

17. Caso de Estudo
A pesquisa considera 6 agentes :
Agente Desembarque com 3 recursos
Agente Catering com 4 recursos
Agente Abastecimento em combustíveis com 2 recursos
Agente Embarque com 3 recursos
Agente Limpeza com 3 recursos
Agente Pushback com 2 recursos
Consideramos casos com 10 voos, 20 voos e 40 voos em solo.

18. Caso de Estudo

19. Comparação entre Abordagem descentralizada e
Abordagem centralizada
Planejamento Multiagente Planejamento único agente
#Voo #Ação #Time Steps #Ação #Time Steps
10 120 80 120 120
20 240 160 240 240
40 480 320 480 480

20. Comparação entre Abordagem descentralizada e
Abordagem centralizada
#Ação é o número de ações para gerar o plano global dos agentes.
A maior diferença entre as duas abordagens vem em termos do Time Steps (#T.
Steps).
O time steps levam em conta a ação que pode ser realizada simultaneamente para medir as unidades de
tempo necessárias para executar o plano.
A abordagem MAP proposta impõe a operação em paralelismo.
A abordagem centralizada não é tão eficaz na introdução de ações paralelas.

21. Análise de escalabilidade
Este último teste avalia a escalabilidade do modelo MAP proposto, isto é como o
número de agentes no framework MAP afeta sua eficiência.

22. Análise de escalabilidade
O tempo de execução aumenta com cada novo agente incluído no framework MAP
proposto. O mesmo acontece com o número de mensagens trocadas entre os
agentes.
A troca de mensagens entre os agentes constitui um dos gargalhos do modelo.
Próximo passo, reduzir o número de mensagens trocadas pelos agentes para melhorar
a escalabilidade do modelo (!!!!).

23. Conclusão
Neste trabalho, apresentamos uma abordagem de planejamento multiagente (MAP)
para a reorganização da gestão de Operações em Solo nos aeroportos.
Os resultados preliminares mostram que o modelo proposto ajuda a lidar com o
planejamento de tarefas de Operações em solo no aeroporto.

24. Obrigado!
Agradecemos o apoio CNPq, Aeroporto Brasilia, e Boeing Brazil.
--- Prof. Li Weigang, TransLab.UnB.br
--- weigang@unb.br