A faringe é um órgão muscular que se sustenta nos ossos da face e crânio. Dividindo-se em naso, oro e hipofaringe, pode ser considerada um tubo colabável que atende aos sistemas respiratório e digestivo, participando da respiração, deglutição e fonação. Sua conformação anatômica permite que fatores como obesidade, hipotonia muscular e deficiência mandibular favoreçam sua obstrução, podendo gerar a Síndrome da Apnéia Obstrutiva do Sono (SAOS). Para os pacientes portadores de deficiência mandibular, o tratamento deve desobstruir a faringe por meio de avanço mandibular, aumentando as dimensões faríngeas. A determinação do local de obstrução é fundamental para o adequado tratamento, sendo a análise cefalométrica convencional ou computadorizada, ferramenta útil nesse processo. Da mesma forma que o avanço mandibular aumenta o espaço aéreo faríngeo, espera-se que o recuo de mandíbula reduza-o. Com o objetivo de avaliar as alterações cefalométricas do espaço aéreo faríngeo frente aos procedimentos de cirurgia ortognática para correção de prognatismo mandibular, realizou-se a análise cefalométrica pré e pós-operatória de 19 pacientes submetidos a recuo de mandíbula pela técnica da osteotomia sagital de mandíbula bilateral associada a avanço de maxila por meio de osteotomia Le Fort I, utilizando-se o Programa Dolphin Imaging 10.0. Os resultados obtidos com base nas características do grupo de pacientes estudado não evidenciaram alterações estatisticamente significativas nos espaços aéreos faríngeos superior ou nasofaríngeo, médio ou orofaríngeo e inferior ou hipofaríngeo, o que permitiu concluir que o Programa Dolphin Imaging 10.0 pode ser utilizado como ferramenta para análise cefalométrica do espaço aéreo faríngeo e que a cirurgia ortognática maxilo/mandibular, para correção de prognatismo mandibular, parece não alterar os espaços aéreos faríngeos. / Pharynx is a muscular organ with is sustained by craniofacial bones. It is divided into nasal, oral and hipopharynx, and can be considered as a tube that can be closed serving both respiratory and digestive systems, participating of breathing, swallowing and speech. Its anatomical morphology permits that factors such as obesity, muscular hipotony, and mandibular deficiency, among others, facilitate its obstruction, leading to the sleep apnea syndrome (OAS). The treatment consists of surgical mandibular advancement for the desobstruction of the pharynx, once this procedure increases pharyngeal dimensions. In this context, the determination of the site of the obstruction is essential for an adequate treatment, and conventional or digital cephalometries are useful tools for this diagnosis. If mandible advancement increases pharyngeal air space it is expected that mandible setback decreases such space. In order to evaluate cephalometric alterations of pharyngeal air space after orthognatic surgeries for the correction of mandibular prognatism, cephalometric analysis of 18 patients before and after surgical correction were performed using Dolphin Imaging 10.0 Program. The surgical technique consisted of bilateral mandibular sagital osteotomy associated to maxilla advancement and mentoplasty. Results did not reveal statistical differences for 142 the superior (naso), medium (oral), and inferior (hypopharynx) pharyngeal air spaces, leading to the conclusion that Dolphin Imaging 10.0 Program can be used for the analysis of the pharyngeal air space and that the surgical procedure seems not to interfere in the airway space.

Submitted by Sergio Da Rosa Santos (sergiosantos.df@globo.com) on 2017-09-13T16:09:37Z No. of bitstreams: 1 TrabalhoFinal_SergioDaRosaSantos.pdf: 2116281 bytes, checksum: 0ac28f5c12d09fae17b822d9a6eafdb8 (MD5) / Approved for entry into archive by ÁUREA CORRÊA DA FONSECA CORRÊA DA FONSECA (aurea.fonseca@fgv.br) on 2017-09-15T20:17:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TrabalhoFinal_SergioDaRosaSantos.pdf: 2116281 bytes, checksum: 0ac28f5c12d09fae17b822d9a6eafdb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T19:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TrabalhoFinal_SergioDaRosaSantos.pdf: 2116281 bytes, checksum: 0ac28f5c12d09fae17b822d9a6eafdb8 (MD5) Previous issue date: 2017-06-22 / The present work had as objective to analyze the air sector, specifically as regards the management of values collected with the charging of the Rates for Using the Communications and Air Navigation Services, which are the source of financing of military organizations that integrate the Brazilian Airspace Control System (SISCEAB), in order to verify a possible relationship between the evolution of the budget and the operational safety and compliance levels achieved. Taking as a point of reference for the beginning of data collection and analysis, the air sector crisis, which occurred between 2006 and 2007, the methodology used was the bibliographical review on the Brazilian air sector crisis and on the 2008 global economic crisis, accompanied by the collection and analysis of documentary data obtained through public reports made available on the Internet, surveys conducted with the Federal Government's Integrated System of Financial Administration (SIAFI), as well as field observations made through semi-structured interviews carried out in Federal Public Administration Agencies that take part of SISCEAB. The results of the research and the preliminary studies show that, as a result of the crisis in the air sector, despite the simultaneous occurrence of a global economic crisis, there was an increase in federal investments in infrastructure, which were followed by (i) an increase in the movement of air traffic in the country, (ii) the tax collection resulting from the provision of air navigation services and (iii) the annual budget for operation of SISCEAB, which was not subject to contingency during the analyzed period. Notwithstanding the possibility of other variables, it was finally found that there was an improvement in the compliance and operational safety indexes published by national and international regulatory agencies / O presente trabalho teve como objetivo analisar o setor aéreo, especificamente no que diz respeito ao gerenciamento dos valores arrecadados com a cobrança das Tarifas de Uso das Comunicações e dos Auxílios à Navegação Aérea, que são a fonte de financiamento das organizações militares que integram o Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro (SISCEAB), de forma a verificar uma possível relação entre a evolução do orçamento e os níveis de conformidade e segurança operacional atingidos. Tomando como ponto de referência para início da coleta e análise dos dados a crise do setor aéreo, ocorrida entre os anos de 2006 e 2007, para realização deste estudo, a metodologia utilizada foi a revisão bibliográfica sobre a crise do setor aéreo brasileiro e sobre a crise econômica mundial de 2008, acompanhada da coleta e análise de dados documentais, obtidos por meio de relatórios públicos disponibilizados na Internet, levantamentos realizados junto ao Sistema Integrado de Administração Financeira do Governo Federal (SIAFI), além de observações de campo, feitas por meio de entrevistas semiestruturadas realizadas em órgãos da Administração Pública Federal que integram o SISCEAB. Os resultados da pesquisa e dos estudos realizados apontam, preliminarmente, que, a partir da crise do setor aéreo, não obstante a ocorrência em paralelo de uma crise econômica global, houve um crescimento nos investimentos federais realizados em infraestrutura, que foram seguidos de um acréscimo (i) no movimento do tráfego aéreo no país, (ii) na arrecadação tributária decorrente da prestação dos serviços de navegação aérea e (iii) no orçamento anual para operação do SISCEAB, que não foi objeto de contingenciamento durante o período analisado. Não obstante a possibilidade da existência de outras variáveis, apurou-se, por fim, que houve uma melhoria nos índices de conformidade e segurança operacional divulgados pelos órgãos reguladores nacionais e internacional

In the past few years, there has been a growth in Unmanned Aircraft Systems (UAS) numbers in segregated airspace. However, although there is an interest in integrating large UAS into non-segregated airspace, the safety challenges on its integration arise from the inclusion of new ways of reaching unsafe states into the airspace. Furthermore, Air Traffic Controllers (ATCo) aim to o?er appropriate levels of safety and efficiency and to solve issues present in complex situations. Although the UAS technology may be used in di?erent situations and brings several advantages to the airspace (e.g. efficiency), it may bring uncertainties due to the fact that ATCos may not be familiar with them. Throughout the years, this impact may be lower then it is nowadays due to the fact that the present lack of familiarity in the relationship between UAS and ATCo contributes to higher workload levels. Furthermore, Terminal Maneuvering Area (TMA), which composes the controlled airspace and in which the final sector in contained, is a critical control area normally established at the confluence of Air Traffic Service (ATS) routes in which the aircraft tend to be closer to each other. Thus, operations in this particular area are conducted carefully and, in order to achieve desirable levels of safety and efficiency, standard procedures are established. In some cases, however, standard procedures cannot be followed and the sequencing of the aircraft during the approach, which is a highly challenging task due to complex maneuvers constraints, must be performed by the ATCo in a manner to respect the minimum separation of aircraft and to avoid flights through cumulonimbus (CB). Finally, the main goal of defining a final arrival segment is to deliver the set of aircraft from the final sector of the TMA to the final phase of its landing procedure, i.e., the final approach, considering the operation efficiency and safety. The main objective of this research is to propose a parallel swarm-based method for optimizing final aircraft arrival segments design, i.e., routes that connects the final sector to the Initial Approach Fix (IAF), considering the UAS presence. This is conducted from two perspectives: ATCo workload, which is related to safety, and sequencing duration, which is related to efficiency. Furthermore, di?erent phases of UAS integration are considered, i.e., from early stages of its integration to a mature stage of its operation by means of the Technology Maturity Level (TML) usage, which is a scale that measure the familiarity between the ATCo with the aircraft. Finally, the solutions consider airspace restrictions such as minimum separation between aircraft and bad weather conditions, i.e., the presence of cumulonimbus (CB). The experiments conducted show that this approach is able to build safe and efficient solution even in situations with a high number of aircraft. / Nos últimos anos, houve um crescimento, no espaço aéreo segregado, nos números do Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANT). No entanto, embora exista interesse em integrar grandes VANT em espaço aéreo não-segregado, os desafios de segurança decorrem da inclusão de novas formas de alcançar estados inseguros no espaço aéreo (ATCo) tem como objetivo oferecer níveis adequados de segurança e eficiência e resolver problemas presentes em situações complexas. Embora VANTs possam ser usados em diferentes situações e trazem várias vantagens para o espaço aéreo (por exemplo, eficiência), podem trazer incertezas devido ao fato de que os ATCos não estão familiarizados com essa tecnologia. Ao longo dos anos, esse impacto pode ser menor, e atualmente a falta de familiaridade na relação entre VANT e ATCo contribui para níveis mais altos de carga de trabalho. Além disso, a Área Terminal (TMA), que compõe o espaço aéreo controlado, é uma área de controle crítico normalmente estabelecida na confluência de rotas do Servi¸co de Tráfego Aéreo (ATS), nas quais as aeronaves tendem a estar mais próximas umas das outras. Assim, as operações nesta área particular são realizadas com cuidado e, para alcançar níveis desejáveis de segurança e eficiência, os procedimentos padrão são estabelecidos. Em alguns casos, no entanto, procedimentos padrão não podem ser seguidos e o sequenciamento da aeronave durante a aproximação, que é uma tarefa desafiadora por conta das restrições de manobras complexas, deve ser realizada pelo ATCo de forma a garantir separação mínima entre aeronaves e evitar voos através de cumulonimbus (CB). Finalmente, o principal objetivo de definir um segmento de chegada final ´e entregar o conjunto de aeronaves do setor final, da TMA, para a fase final do seu procedimento de pouso, ou seja, a aproximação final, considerando a eficiência e a segurança da operação. O objetivo desta pesquisa é propor um método paralelo baseado em enxame para otimizar o projeto final de segmentos de chegada de aeronaves, ou seja, rotas que conectem o setor final com o Fixo de Aproximação Inicial (IAF), considerando a presença de VANTs. Esse processo ´e conduzido a partir de duas perspectivas: a carga de trabalho do ATCo, que est´a relacionada à segurança, e a duração da sequenciamento, que está relacionado à eficiência. Além disso, são consideradas diferentes fases da integração de VANTs, ou seja, desde os primeiros estágios de sua integra¸c~ao at´e um estágio maduro de sua operação por meio do uso do Nível de Maturidade Tecnológica (TML), que é uma escala que mede a familiaridade entre o ATCo e a aeronave. Finalmente, as soluções consideram as restrições do espaço aéreo, como a separação mínima entre aeronaves e condições climáticas adversas, isto é, a presença de cumulonimbus (CB). Os experimentos realizados mostram que essa abordagem é capaz de criar soluções seguras e eficientes mesmo em situações com um grande número de aeronaves.

In order to increase arrival rates at many of today's heavily congested airports, simultaneous approaches are conducted on parallel runways. For many years, the FAA has permitted simultaneous independent instrument approach operations only for those parallel runways with a minimum separation of 4300 feet. Nowadays, new criteria have been developed to increase the utilization on those runways, where the most recent procedures, called PRM/SOIA (Precision Runway Monitor/Simultaneous Offset Instrument Approach), make simultaneous approaches possible in systems of runways spaced as close as 750 feet. On October 26, 2004, San Francisco International Airport (SFO) implemented this new landing system (PRM/SOIA), allowing the airport to increase the capacity of runways in inclement weather conditions by as much as twenty-five percent. This research analyzes these simultaneous approaches procedures in closely-spaced runways, addressing the potential benefits of the implementation of PRM/SOIA at São Paulo/Guarulhos Aeroporto Internacional Governador André Franco Montoro (GRU) with a computer simulation tool, and also the influence of this implementation at other airports inside the same terminal airspace. The results show that this implementation provides decreases in the total airborne flight delays between 45 and 51%, regarding all the instrumental traffic at the terminal airspace analyzed (i.e. the traffic of three airports inside the São Paulo Terminal Area with IFR procedures). We also find an increase of 18% in the arrivals capacity of the TMA-SP by 18%, approximately. However, isolated analysis shows small increases in delays in departure procedures (ground queue) and also for the airborne flight delays at a specific airport (RAMS Plus and ATM Analyzer utilization in this study is in accordance with the Academic Software License Agreement granted by ISA Software Ltd. to ITA).

In the past few years, there has been a growth in Unmanned Aircraft Systems (UAS) numbers in segregated airspace. However, although there is an interest in integrating large UAS into non-segregated airspace, the safety challenges on its integration arise from the inclusion of new ways of reaching unsafe states into the airspace. Furthermore, Air Traffic Controllers (ATCo) aim to o?er appropriate levels of safety and efficiency and to solve issues present in complex situations. Although the UAS technology may be used in di?erent situations and brings several advantages to the airspace (e.g. efficiency), it may bring uncertainties due to the fact that ATCos may not be familiar with them. Throughout the years, this impact may be lower then it is nowadays due to the fact that the present lack of familiarity in the relationship between UAS and ATCo contributes to higher workload levels. Furthermore, Terminal Maneuvering Area (TMA), which composes the controlled airspace and in which the final sector in contained, is a critical control area normally established at the confluence of Air Traffic Service (ATS) routes in which the aircraft tend to be closer to each other. Thus, operations in this particular area are conducted carefully and, in order to achieve desirable levels of safety and efficiency, standard procedures are established. In some cases, however, standard procedures cannot be followed and the sequencing of the aircraft during the approach, which is a highly challenging task due to complex maneuvers constraints, must be performed by the ATCo in a manner to respect the minimum separation of aircraft and to avoid flights through cumulonimbus (CB). Finally, the main goal of defining a final arrival segment is to deliver the set of aircraft from the final sector of the TMA to the final phase of its landing procedure, i.e., the final approach, considering the operation efficiency and safety. The main objective of this research is to propose a parallel swarm-based method for optimizing final aircraft arrival segments design, i.e., routes that connects the final sector to the Initial Approach Fix (IAF), considering the UAS presence. This is conducted from two perspectives: ATCo workload, which is related to safety, and sequencing duration, which is related to efficiency. Furthermore, di?erent phases of UAS integration are considered, i.e., from early stages of its integration to a mature stage of its operation by means of the Technology Maturity Level (TML) usage, which is a scale that measure the familiarity between the ATCo with the aircraft. Finally, the solutions consider airspace restrictions such as minimum separation between aircraft and bad weather conditions, i.e., the presence of cumulonimbus (CB). The experiments conducted show that this approach is able to build safe and efficient solution even in situations with a high number of aircraft. / Nos últimos anos, houve um crescimento, no espaço aéreo segregado, nos números do Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANT). No entanto, embora exista interesse em integrar grandes VANT em espaço aéreo não-segregado, os desafios de segurança decorrem da inclusão de novas formas de alcançar estados inseguros no espaço aéreo (ATCo) tem como objetivo oferecer níveis adequados de segurança e eficiência e resolver problemas presentes em situações complexas. Embora VANTs possam ser usados em diferentes situações e trazem várias vantagens para o espaço aéreo (por exemplo, eficiência), podem trazer incertezas devido ao fato de que os ATCos não estão familiarizados com essa tecnologia. Ao longo dos anos, esse impacto pode ser menor, e atualmente a falta de familiaridade na relação entre VANT e ATCo contribui para níveis mais altos de carga de trabalho. Além disso, a Área Terminal (TMA), que compõe o espaço aéreo controlado, é uma área de controle crítico normalmente estabelecida na confluência de rotas do Servi¸co de Tráfego Aéreo (ATS), nas quais as aeronaves tendem a estar mais próximas umas das outras. Assim, as operações nesta área particular são realizadas com cuidado e, para alcançar níveis desejáveis de segurança e eficiência, os procedimentos padrão são estabelecidos. Em alguns casos, no entanto, procedimentos padrão não podem ser seguidos e o sequenciamento da aeronave durante a aproximação, que é uma tarefa desafiadora por conta das restrições de manobras complexas, deve ser realizada pelo ATCo de forma a garantir separação mínima entre aeronaves e evitar voos através de cumulonimbus (CB). Finalmente, o principal objetivo de definir um segmento de chegada final ´e entregar o conjunto de aeronaves do setor final, da TMA, para a fase final do seu procedimento de pouso, ou seja, a aproximação final, considerando a eficiência e a segurança da operação. O objetivo desta pesquisa é propor um método paralelo baseado em enxame para otimizar o projeto final de segmentos de chegada de aeronaves, ou seja, rotas que conectem o setor final com o Fixo de Aproximação Inicial (IAF), considerando a presença de VANTs. Esse processo ´e conduzido a partir de duas perspectivas: a carga de trabalho do ATCo, que est´a relacionada à segurança, e a duração da sequenciamento, que está relacionado à eficiência. Além disso, são consideradas diferentes fases da integração de VANTs, ou seja, desde os primeiros estágios de sua integra¸c~ao at´e um estágio maduro de sua operação por meio do uso do Nível de Maturidade Tecnológica (TML), que é uma escala que mede a familiaridade entre o ATCo e a aeronave. Finalmente, as soluções consideram as restrições do espaço aéreo, como a separação mínima entre aeronaves e condições climáticas adversas, isto é, a presença de cumulonimbus (CB). Os experimentos realizados mostram que essa abordagem é capaz de criar soluções seguras e eficientes mesmo em situações com um grande número de aeronaves.

Made available in DSpace on 2016-08-03T16:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 1344658 bytes, checksum: 127c178914d70e7fd7ee16df52684e75 (MD5) Previous issue date: 2005-03-10 / The purpose of this study was to evaluate the size of nasal and oral air pharyngeal space in subjects with Class II, division 1 Angle malocclusion. The method used to measure the nasal and oral air space of 122 lateral cephalometric X rays in white Brazilian subjects with interval age of 12 to 21 years old. Among this group, 62 presented nasal and 60 oral breath and none undergone to previous orthodontic treatment. The results showed no gender differences; the nasal breath individuals presented wider size of upper and lower limits and narrower transverse section of air space when compared to oral breath ones. The mean adenoid size was larger in oral breath patients. There were no differences between the variables analyzed when compared with facial patterns. Therefore, when facial pattern was associated with breath type it was found large proportion of oral breath subjects with vertical and norm facial patterns in relation to horizontal facial patterns. / O objetivo deste estudo foi avaliar o tamanho do espaço aéreo naso e bucofaríngeo em indivíduos com má oclusão Classe II, divisão 1 de Angle. A metodologia constou da mensuração do espaço aéreo naso e bucofaríngeo em 122 telerradiografias laterais de indivíduos na faixa etária dos 12 aos 21 anos, brasileiros leucodermas. Desses indivíduos, 62 apresentavam respiração nasal e 60 respiração bucal, não sendo submetidos a tratamento ortodôntico prévio. Os resultados demonstraram a ausência de dimorfimo sexual; os indivíduos respiradores nasais apresentaram maiores dimensões dos limites superior e inferior e da menor secção transversal do espaço aéreo quando comparado aos respiradores bucais. O tamanho médio da adenóide foi maior nos pacientes respiradores bucais. Quando comparamos as variáveis estudadas com os padrões faciais não foram observadas diferenças entre os mesmos, porém quando associamos padrão facial com o tipo de respiração foi encontrada maior proporção de indivíduos respiradores bucais nos padrões dolicofacial e mesofacial em relação ao padrão braquifacial.

A crescente demanda por Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) tem sido objeto de preocupação por parte das organizações internacionais responsáveis pela segurança do espaço aéreo. O uso de VANT em condições restritas tem sido realizado pelos interessados e envolvidos, mas para que o VANT seja economicamente viável, há a necessidade de regulamentação ainda não existente para sua integração segura no Espaço Aéreo Controlado e Não Segregado. Em função dessa demanda não atendida, nesta Tese foi desenvolvido um método (Safety-VANT) que avalia a segurança crítica da condução do VANT, tarefa realizada por um Sistema Autônomo de Pilotagem. O desenvolvimento do Método Safety-VANT tem como missão fornecer aos órgãos reguladores, assim como aos desenvolvedores de VANT, meios de quantificar a avaliação de segurança na navegabilidade aérea dessas aeronaves. Uma hipótese considerada para o método é a de que o hardware e software (aviônicos, fuselagem, sensores e atuadores) do VANT estejam previamente avaliados e certificados pelos mesmos procedimentos e regras aplicáveis para os equipamentos de aeronaves tripuladas. Essa hipótese permitiu que o desenvolvimento do método de avaliação de segurança Safety-VANT fosse direcionado para avaliar a capacidade de comando autônomo de um VANT para voar, navegar e comunicar de acordo com as regras do sistema de gerenciamento e controle do tráfego aéreo. A aplicação do Safety-VANT foi exercitada sob um VANT hipotético definido como sendo capaz de voar, navegar e se comunicar com o Controle de Tráfego Aéreo e que tenha os equipamentos e estrutura da aeronave (fuselagem) que o constitui, devidamente certificados. Adicionalmente são realizadas considerações sobre como implantar a utilização do Safety-VANT no desenvolvimento de VANT Autônomo com a missão de ser integrado no Espaço Aéreo. / The growing demand for unmanned aerial vehicles (UAV) has been a subject of concern on the part of international organizations responsible for airspace safety. UAV has been used by stakeholders in strict conditions, but for UAV to become economically viable, it is necessary to issue regulations that still do not exist for safe integration in the controlled non-segregated airspace. In the light of this unattended demand, a method (Safety-VANT) was developed in this Thesis to evaluate the critical safety of UAV conduction, a task performed by a Piloting Autonomous System. The development of the Safety-VANT method aims to provide UAV regulators and developers, means of quantifying the safety assessment in the aircraft airworthiness. A hypothesis used in the method considers that the UAV hardware and software (avionics, fairing, sensors and actuators) are previously evaluated and certified by the same procedures and rules applicable to manned aircraft equipment. This hypothesis allowed the Safety-VANT - the developed safety assessment method - to evaluate the ability of an autonomous command embedded in an UAV to fly, to navigate and to communicate, according to the management of air navigation system rules. The Safety-VANT application was exercised under a hypothetical UAV set to being able to fly, to navigate and to communicate with Air Traffic Control and it has the equipment and the certified aircraft structure (fairing). In addition, considerations are performed for deploying the use of Safety-VANT in autonomous UAV development to integrate it into the Airspace.

O transporte aéreo e a indústria de sistemas de defesa foram setores pioneiros na utilização de sistemas computacionais críticos, incrementando os níveis de automação nas atividades de controle do espaço aéreo. Com o crescimento desses setores, verificado pela expansão dos números de vôos, volumes de cargas e usuários, assim como pela ampliação e diversidade das operações militares, os sistemas de controle têm assumido maior complexidade técnica, introduzindo novos recursos de automação ou facilidades adicionais de apoio para funções exercidas manualmente. Essa situação tem ampliado a dependência dos serviços prestados, relativamente à disponibilidade dos sistemas computacionais. Diretrizes de projeto e procedimentos operacionais são estabelecidos para manter os níveis de segurança nos casos de falha, no entanto a disponibilidade torna-se parâmetro crítico, na medida em que algumas falhas podem afetar a eficiência nominal da prestação dos serviços. Nesse cenário, este trabalho propõe um modelo para avaliação da disponibilidade de sistemas de controle do espaço aéreo, a partir de recursos de análises da teoria de filas. Inicialmente é citado um modelo geral para análise de disponibilidade de data centers. Em seguida, é apresentada uma extensão do modelo geral para análise da disponibilidade em sistemas de controle do espaço aéreo. Para isso, considerou-se a intervenção humana existente nessa atividade, cujas decisões de controle são exercidas por operadores qualificados (controladores), tanto nas atividades inerentes ao serviço de controle, quanto nos casos de degradação, nos quais os operadores ou técnicos de manutenção assumem alguma tarefa de reparo, decorrente da eventual indisponibilidade de funções do sistema. / Due to the growth in airspace utilization, which can be verified both in terms of the expansions in aerial movements, airports and volumes of transported passengers and cargo, as well as in terms of the expansion of military operations demands and diversity, airspace control activities have been increasing their technical complexity, introducing new features into the existent automation systems or creating additional resources for the automation of some functions previously performed by human operators. This situation has increased the dependence on the availability of the computer systems involved in the services provided by control centers. Project directives and operational procedures are established in order to maintain the safety integrity levels of the systems, in case any failure occurs. However, the availability becomes a critical parameter, once failure events can force an undesirable state of degraded operation, jeopardizing the nominal capacity of the services being performed through any controlled airspace. In this scenario, this work presents an availability model for the computer systems used in airspace control centers, based on analysis from queuing theory. A general model is first presented, referencing a case study that describes the use of queuing models to access the availability of generic data centers. Further considerations are introduced to extend this general model in order to propose its application for the specific computer systems used in airspace control centers, where operational control relies on human activities. In this case, system operation involves intensive use of human-machine interfaces (HMI), for the regular control services provided, and additional technical or operational maintenance activities, occasionally imposed to repair a momentary loss of any function of the system.

A crescente demanda por Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) tem sido objeto de preocupação por parte das organizações internacionais responsáveis pela segurança do espaço aéreo. O uso de VANT em condições restritas tem sido realizado pelos interessados e envolvidos, mas para que o VANT seja economicamente viável, há a necessidade de regulamentação ainda não existente para sua integração segura no Espaço Aéreo Controlado e Não Segregado. Em função dessa demanda não atendida, nesta Tese foi desenvolvido um método (Safety-VANT) que avalia a segurança crítica da condução do VANT, tarefa realizada por um Sistema Autônomo de Pilotagem. O desenvolvimento do Método Safety-VANT tem como missão fornecer aos órgãos reguladores, assim como aos desenvolvedores de VANT, meios de quantificar a avaliação de segurança na navegabilidade aérea dessas aeronaves. Uma hipótese considerada para o método é a de que o hardware e software (aviônicos, fuselagem, sensores e atuadores) do VANT estejam previamente avaliados e certificados pelos mesmos procedimentos e regras aplicáveis para os equipamentos de aeronaves tripuladas. Essa hipótese permitiu que o desenvolvimento do método de avaliação de segurança Safety-VANT fosse direcionado para avaliar a capacidade de comando autônomo de um VANT para voar, navegar e comunicar de acordo com as regras do sistema de gerenciamento e controle do tráfego aéreo. A aplicação do Safety-VANT foi exercitada sob um VANT hipotético definido como sendo capaz de voar, navegar e se comunicar com o Controle de Tráfego Aéreo e que tenha os equipamentos e estrutura da aeronave (fuselagem) que o constitui, devidamente certificados. Adicionalmente são realizadas considerações sobre como implantar a utilização do Safety-VANT no desenvolvimento de VANT Autônomo com a missão de ser integrado no Espaço Aéreo. / The growing demand for unmanned aerial vehicles (UAV) has been a subject of concern on the part of international organizations responsible for airspace safety. UAV has been used by stakeholders in strict conditions, but for UAV to become economically viable, it is necessary to issue regulations that still do not exist for safe integration in the controlled non-segregated airspace. In the light of this unattended demand, a method (Safety-VANT) was developed in this Thesis to evaluate the critical safety of UAV conduction, a task performed by a Piloting Autonomous System. The development of the Safety-VANT method aims to provide UAV regulators and developers, means of quantifying the safety assessment in the aircraft airworthiness. A hypothesis used in the method considers that the UAV hardware and software (avionics, fairing, sensors and actuators) are previously evaluated and certified by the same procedures and rules applicable to manned aircraft equipment. This hypothesis allowed the Safety-VANT - the developed safety assessment method - to evaluate the ability of an autonomous command embedded in an UAV to fly, to navigate and to communicate, according to the management of air navigation system rules. The Safety-VANT application was exercised under a hypothetical UAV set to being able to fly, to navigate and to communicate with Air Traffic Control and it has the equipment and the certified aircraft structure (fairing). In addition, considerations are performed for deploying the use of Safety-VANT in autonomous UAV development to integrate it into the Airspace.

O transporte aéreo e a indústria de sistemas de defesa foram setores pioneiros na utilização de sistemas computacionais críticos, incrementando os níveis de automação nas atividades de controle do espaço aéreo. Com o crescimento desses setores, verificado pela expansão dos números de vôos, volumes de cargas e usuários, assim como pela ampliação e diversidade das operações militares, os sistemas de controle têm assumido maior complexidade técnica, introduzindo novos recursos de automação ou facilidades adicionais de apoio para funções exercidas manualmente. Essa situação tem ampliado a dependência dos serviços prestados, relativamente à disponibilidade dos sistemas computacionais. Diretrizes de projeto e procedimentos operacionais são estabelecidos para manter os níveis de segurança nos casos de falha, no entanto a disponibilidade torna-se parâmetro crítico, na medida em que algumas falhas podem afetar a eficiência nominal da prestação dos serviços. Nesse cenário, este trabalho propõe um modelo para avaliação da disponibilidade de sistemas de controle do espaço aéreo, a partir de recursos de análises da teoria de filas. Inicialmente é citado um modelo geral para análise de disponibilidade de data centers. Em seguida, é apresentada uma extensão do modelo geral para análise da disponibilidade em sistemas de controle do espaço aéreo. Para isso, considerou-se a intervenção humana existente nessa atividade, cujas decisões de controle são exercidas por operadores qualificados (controladores), tanto nas atividades inerentes ao serviço de controle, quanto nos casos de degradação, nos quais os operadores ou técnicos de manutenção assumem alguma tarefa de reparo, decorrente da eventual indisponibilidade de funções do sistema. / Due to the growth in airspace utilization, which can be verified both in terms of the expansions in aerial movements, airports and volumes of transported passengers and cargo, as well as in terms of the expansion of military operations demands and diversity, airspace control activities have been increasing their technical complexity, introducing new features into the existent automation systems or creating additional resources for the automation of some functions previously performed by human operators. This situation has increased the dependence on the availability of the computer systems involved in the services provided by control centers. Project directives and operational procedures are established in order to maintain the safety integrity levels of the systems, in case any failure occurs. However, the availability becomes a critical parameter, once failure events can force an undesirable state of degraded operation, jeopardizing the nominal capacity of the services being performed through any controlled airspace. In this scenario, this work presents an availability model for the computer systems used in airspace control centers, based on analysis from queuing theory. A general model is first presented, referencing a case study that describes the use of queuing models to access the availability of generic data centers. Further considerations are introduced to extend this general model in order to propose its application for the specific computer systems used in airspace control centers, where operational control relies on human activities. In this case, system operation involves intensive use of human-machine interfaces (HMI), for the regular control services provided, and additional technical or operational maintenance activities, occasionally imposed to repair a momentary loss of any function of the system.