Do ATD-2 ao TFDM — O escalonador de aeroportos com aprendizagem automática da NASA poupa mais de um milhão de galões de combustível

Aeronaves que saem da porta de embarque demasiado cedo acabam a aguardar em longas filas de táxi, a queimar combustível e a emitir carbono sem avançar; os aeroportos basearam-se historicamente em estimativas estáticas assentes em modelos físicos, em vez de preverem exatamente quando uma pista ficará realmente disponível.

Substituir a modelação de tempos de táxi baseada em física por modelos de aprendizagem automática - incluindo redes neuronais - treinados com dados reais de vigilância de superfície, para prever os tempos de táxi de saída e de entrada e programar melhor a saída das aeronaves da porta de embarque.

O projeto ATD-2 (Airspace Technology Demonstration-2) da NASA construiu um sistema integrado de chegadas, partidas e superfície (IADS) cuja componente de operações de superfície baseadas em trajetória foi testada em campo no Aeroporto Internacional de Charlotte Douglas (KCLT), com dados também recolhidos em Dallas/Fort Worth (KDFW), entre setembro de 2017 e setembro de 2021.

O sistema poupou mais de 1 milhão de galões de combustível de aviação, um valor estimado de 1,4 milhões de dólares em custos de tripulação, 933 horas de atraso de passageiros (avaliadas em cerca de 4,5 milhões de dólares) e cerca de 8 toneladas de CO2 por dia em Charlotte Douglas. A NASA transferiu formalmente a tecnologia para a FAA em setembro de 2021, onde foi integrada no programa Terminal Flight Data Manager (TFDM) para um lançamento faseado, começando por Charlotte e Phoenix e alcançando eventualmente 27 aeroportos de grande dimensão, incluindo Atlanta, Chicago, Nova Iorque, Washington, São Francisco e Los Angeles.

Os modelos de aprendizagem automática publicados para os tempos de táxi ainda apresentam incerteza significativa - cerca de 10-15% para os tempos totais e de área de movimento aeroportuária, e cerca de 20% para o tempo de táxi na plataforma - e previa-se que a implementação nacional nos 27 aeroportos demorasse entre cinco a dez anos, pelo que os benefícios medidos acima permanecem concentrados nos locais de teste originais e não estão ainda comprovados à escala da rede.