Esta dissertação tem por objetivo descrever o trabalho de pesquisa realizado que consistiu no desenvolvimento de um sistema computadorizado de baixo custo para permitir a simulação do controle de trafego aéreo em Zona de Aproximação de Aeródromos, denominado SIPAR. Este sistema tem por objetivo auxiliar os órgãos de controle de tráfego aéreo brasileiros, na tarefa de treinar controladores em operação de Radar de Aproximação de Precisão "Precision Approach Radar (PAR)", a fim de prevenir colisões de aeronaves e acelerar e manter o fluxo de Tráfego Aéreo no espaço aéreo em que for utilizado. O hardware para o qual foi desenvolvido constitui-se de dois microcomputadores, compatíveis com IBM PC/AT, equipados com placas controladoras de vídeo e monitores padrão VGA, interligados via interface serial RS-232C. Os recursos de software básico utilizados no desenvolvimento do SIPAR compreendem MODULA-2 Top Speed JPI, PC Paintbrush IV Plus e PCX Programmer';s Toolkit e o código fonte correspondente a um módulo de software de aplicação desenvolvido durante o trabalho de pesquisa encontra-se no apêndice C. A metodologia de desenvolvimento utilizada na pesquisa baseou-se nos conceitos de prototipação.

O crescente aumento no volume de trafego aéreo a nível mundial, nos últimos anos, trouxe como desafio importantes mudanças no gerenciamento desse trafego. A Organização de Aviação Civil Internacional (OACI), com os seus estados membros, tem incentivado à implantação do conceito FANS CSN/ATM (Future Air Navigation, Systems, Communication Navigation / Air Traffic Management), com o intuito de tornar mais segura a aviação civil a nível mundial. Em função deste novo cenário e da disponibilidade de novas tecnologias, surgiram o sistema GNSS (Global Navigation Satellite System), e os novos conceitos de vigilância cooperativa, como a ADS (Automatic Dependence Surveillance). Um dos desafios atuais é incorporar ao conjunto das novas tecnologias de vigilância os sistemas até então utilizados, como o Radar, que não pressupõe a cooperação do alvo no processo de detecção e rastreio da sua trajetória. O trabalho realizado analisa os conceitos CNS/ATM e ADS e mostra como os dados de posição de uma aeronave, obtidos pelo ADS, podem ser utilizados em conjunto com as medidas de um Radar de vigilância aérea, considerado como o modo principal de vigilância. Considera-se uma dinâmica para a trajetória da aeronave e são realizadas filtragem da medida Radar e a fusão dessa medida com informações ADS, originadas por um sistema de navegação por satélites. A filtragem e a fusão são realizadas por um filtro de Kalman. O bom desempenho da fusão Radar e ADS foi avaliado por meio de simulações, onde foi estabelecido um cenário com uma aeronave com três tipos de manobrabilidade, e três graus de intensidade de ruído de leitura da sua posição.

O risco está presente em todos os componentes do cenário aeronáutico, e não poderia ser diferente com a prestação dos Serviços de Tráfego Aéreo e especificamente com o Controle de Tráfego Aéreo. Podendo ser definido como a quantificação da insegurança presente em uma determinada atividade, o risco ganha uma importância ainda maior no cenário do Sistema de Gerenciamento da Segurança Operacional, ao permitir a avaliação do sistema como um todo, além de verificar se o mesmo cumpre os padrões de segurança operacional para os quais foi projetado. Dentro do Controle do Espaço Aéreo Brasileiro, o risco ainda tem a finalidade de classificar as ocorrências definidas como Incidente de Tráfego Aéreo. Entretanto, os valores adotados atualmente, por se encontrarem próximos à faixa da operação normal (valores de separação radar regulamentar), são infringidos com certa frequência, o que denota a falsa sensação de um sistema com um nível de insegurança maior do que o real. O presente trabalho tem a intenção de oferecer, ao Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro, conceitualmente, um novo valor de avaliação, objetivo, que permita uma correta mensuração do risco, bem como o direcionamento correto e oportuno do esforço preventivo, estando a proposta adequada ao cenário da ICAO e alinhada com outros estados signatários desta organização.

Os profissionais do serviço de tráfego aéreo usualmente trabalham prestando um serviço ininterrupto composto pelas mais diversas composições de eventos, o que eventualmente pode proporcionar riscos aos usuários e comunidade aeronáutica. A segurança neste serviço depende, dentre outros fatores, da capacidade de identificar perigos e do gerenciamento dos riscos inerentes à atividade. Com o objetivo de identificar perigos no serviço de controle de tráfego aéreo prestado pela Torre de Controle do Aeroporto Internacional de São Paulo - Guarulhos e devido sua importância na operacionalidade do aeroporto, é efetuada pesquisa junto a seu efetivo operacional uma vez que sob sua responsabilidade estão decisões críticas e imediatas aplicadas às operações. Para isto utiliza-se de questionário aplicado para elencar eventos que constituem perigo as operações aéreas, buscando informações através da percepção de segurança daqueles que executam o serviço. Somando-se a isto os conceitos e ações previstas nas publicações e políticas de segurança operacional. Neste trabalho propõe-se a elaboração de uma ferramenta de gerenciamento do risco operacional em tempo crítico, como ferramenta pró-ativa que possibilite a identificação antecipada dos perigos em um determinado turno ou período de trabalho, permitindo assim o desenvolvimento das medidas visando eliminar perigos e gerenciar riscos. Neste sentido é elaborado como produto final, após análise dos dados, a ferramenta de gerenciamento do risco operacional em tempo crítico para auxílio ao controlador de tráfego aéreo nas operações aéreas no Aeroporto Internacional de são Paulo- Guarulhos.

Para a prestação dos serviços de tráfego aéreo, os ACC (Centro de Controle de Área) brasileiros utilizam um sistema complexo de equipamentos de comunicação e de visualização radar, que agrega inúmeras informações, além das normas e regulamentos de conhecimento obrigatório dos ATCO (Air Traffic Controller). Em face desta complexidade, é natural que os ATCO tenham dificuldade de memorizar todos os conteúdos de tais documentos. Considerando que os pilotos de aeronaves já tem à sua disposição, em cabine de pilotagem, um sistema eletrônico de consulta a manuais e demais documentos operacionais, e de forma oportuna, que é o EFB (Electronic Flight Bag), este trabalho tem por objetivo verificar a influência do emprego do EFB na efetividade do controle de tráfego aéreo, nos ACC brasileiros. Além de pesquisa documental e bibliográfica, incluindo instruções do COMAER (Comando da Aeronáutica), foram considerados questionários aplicados junto aos pilotos da TAM Linhas Aéreas e do Grupo de Transporte Especial. A partir da análise dos dados levantados e em resposta ao problema, constatou-se que o EFB influencia positivamente na efetividade dos ACC brasileiros, pois esta tecnologia atende os requisitos de segurança exigidos para a prestação dos serviços de tráfego aéreo, tais como: rapidez no processo de execução operacional; acesso oportuno às normas e procedimentos; execução correta (eficiente) dessas normas e facilidade de acesso (disponibilidade) às informações úteis.

Em virtude do crescente aumento no volume de trafego aéreo mundial e da saturação iminente dos sistemas atuais, as tecnologias CNS/ATM (Comunicação, Navegação e Vigilância/ Gerenciamento de Tráfego Aéreo) surgem como soluções para o futuro da aviação civil. Este trabalho apresenta o estudo e simulação do VDLM2 (enlace digital de dados em VHF modo 2). Esse tipo de enlace foi escolhido como padrão para comunicação a curta distância (inferior a 200 milhas náuticas, aproximadamente 370 km) no CNS/ ATM. Elaborou-se um modelo, utilizando a ferramenta de simulação Matlab, para o estudo dos fenômenos que representam as camadas 1 e 2 (do modelo OSI/ ISO para redes) tais como: codificação diferencial, modulação, taxa de bits, canal, controle de acesso ao meio, serviços de enlace, entidades gerenciadoras do enlace e parâmetros de desempenho.Além disso, esse trabalho foi baseado nas diversas normas internacionais que regem o sistema VDLM2 e o CNS/ ATM, tais como ICAO, Eurocontrol, Arinc e RTCA.

Este trabalho apresenta uma ferramenta para tratamento do problema de congestionamento no tráfego aéreo brasileiro. Com o contínuo crescimento das operações aéreas no Brasil, acentuam-se os problemas de congestionamento, com conseqüente aumento de custos e riscos operacionais. Uma das alternativas é a aplicação de técnicas de Gerenciamento de Fluxo de Tráfego Aéreo, implementadas através de uma política de alocação de slots. Uma ferramenta para o auxílio à alocação de slots, visando a redução dos seus inconvenientes é necessária. Essa ferramenta, basicamente, propõe uma alteração na programação dos horários de partida dos vôos, de forma a se evitar um desbalanceamento entre a demanda e a capacidade nos diversos elementos da rede. A alocação de slots de aeroporto (em solo) propicia uma redução nos atrasos em vôo, como conseqüência, garante uma maior segurança e economia para seus diversos usuários. Essas alterações das programações dos horários de partida seguem o princípio de manter as aeronaves em solo de forma a reduzir os atrasos em vôo, dentro de uma política de prioridades previamente conhecida pelos usuários do sistema. Para finalizar, este estudo apresenta resultados gerados pela ferramenta aplicada a elementos únicos e, também, a múltiplos elementos envolvidos no tráfego aéreo, sugerindo soluções para as saturações provocadas nas programações originais dos vôos.

Este trabalho aborda o problema dos atrasos de pousos e decolagens de aeronaves devido à sobrecarga dos Aeroportos Brasileiros, principalmente na Terminal São Paulo isto é, Aeroportos de Campo de Marte, Congonhas e Guarulhos. Dentro desta grande área é bem conhecido o descompasso entre os horários previstos para pouso e decolagem e os horários reais. Descompasso esse que por tornar-se cada vez maior passa a ser crítico aos operadores do sistema aéreo, implicando ainda em um maior consumo de combustível e assim como em um aumento, sempre maior, da poluição atmosférica. O trabalho oferece duas contribuições ao problema do seqüenciamento de aeronaves, sob o ponto de vista econômico na redução do consumo de combustível fóssil, uma vez que as filas de aeronaves nas áreas terminais podem ser diminuídas. Mais ainda, o consumo total de combustível do Brasil pode ser reduzido devido ao fato do combustível usado por este setor ter grande impacto no consumo total do País. A outra contribuição tem cunho social, podendo ser traduzida na menor quantidade de emissão de poluentes. Lembrando que a emissão de poluentes está se tornando crítica, principalmente nas vizinhanças de São Paulo onde os aeroportos estão em operação.

Nos últimos anos, o tráfego aéreo tem demonstrado crescimento em seu volume e o não acompanhamento dessa tendência nos auxílios aos vôos vem ocasionando congestionamento no espaço aéreo e em alguns aeroportos do mundo. Esses congestionamentos provocam atrasos. Motivado por esse problema e observando que atrasos em solo são preferíveis a atrasos no ar, este trabalho propõe um modelo de programação binária com o objetivo de minimizar esses atrasos. Basicamente o modelo indica um novo horário de partida dos vôos, de forma a se evitar um desbalanceamento entre a demanda e a capacidade nos diversos elementos da malha aérea. Com isso, diminuem-se os atrasos em vôo/órbita e como conseqüência, garante-se maior segurança e economia para os diversos usuários do sistema. Para finalizar, este estudo apresenta os resultados do modelo para três diferentes situações e compara um dos resultados encontrados com uma solução obtida anteriormente através de um algoritmo heurístico.

O serviço de controle de tráfego aéreo é complexo e exige do controlador de tráfego aéreo - ATCO (Air Traffic Control Officer) competências específicas para o desempenho da sua atividade. O treinamento simulado é uma das etapas fundamentais para a sua qualificação. Assim como as empresas privadas estão buscando desenvolver novas técnicas e modelos de gestão visando a obter resultados eficazes com qualidade e desempenho, também no Instituto de Controle do Espaço Aéreo - ICEA, um Órgão público do Comando da Aeronáutica, essa necessidade ganha relevância, especialmente no cenário de Controle do Tráfego Aéreo - ATC (Air Traffic Control) Brasileiro. Com a realização de grandes eventos no Brasil faz-se necessário implementar ações para garantir a prestação do serviço ATC em condições de aumento significativo de demanda de tráfego aéreo e cenários operacionais que apresentam maior complexidade, diferentes do cenário habitual. Este trabalho propõe-se a estudar o desenvolvimento, a implementação e a aplicação de um modelo de treinamento simulado para controladores de tráfego aéreo, baseado em capacitação por competência, e sua contribuição para a garantia da segurança operacional do serviço ATC em cenários atípicos, cuja complexidade de atuação e a necessidade de coordenações mais frequentes e dinâmicas com outros órgãos operacionais, exigem novos desempenhos e o desenvolvimento de competências específicas para essa atuação. A abordagem metodológica apresenta as características do desenvolvimento de treinamento simulado para ATCO nesses cenários complexos. Como estudo de caso, analisa a aplicação desse modelo no treinamento específico para 1575 ATCO com vistas à qualificação desses profissionais para a atuação durante os grandes eventos realizados no Brasil como a Copa do Mundo de 2014, da FIFA, passando pela Copa das Confederações e a Jornada Mundial da Juventude. O modelo de treinamento proposto foi baseado nos conceitos de capacitação por competência recomendado pela Organização de Aviação Civil Internacional (ICAO) para o desenvolvimento de cursos, denominado metodologia Trainair Plus. Para respaldar a aplicação destes conceitos, no treinamento, foi realizada uma análise detalhada desta metodologia. Foi acompanhada a aplicação do treinamento, sendo ao final, obtidos alguns resultados do desempenho operacional avaliados durante o treinamento simulado. Esses resultados foram comparados com uma amostra de dados do desempenho operacional dos ATCO avaliados na operação real. A avaliação de desempenho real foi obtida durante o evento Copa das Confederações, no Brasil. Foram coletados dados em todos os órgãos operacionais das cidades sedes envolvidas com esse grande evento. O estudo conclui pela aplicabilidade da metodologia de capacitação por competência OACI ao modelo de treinamento simulado, ressaltando as adequações realizadas. Aponta os principais resultados observados durante a realização do evento Copa das Confederações e as percepções dos ATCO quanto à efetividade e ganhos no desempenho operacional real, sentidos a partir da utilização do presente modelo de treinamento. Apresenta, ainda, recomendações para o aprimoramento e evolução do treinamento simulado proposto e a sua adoção como modelo padronizado de treinamento para o SISCEAB. Recomenda, também, estudos para a inclusão deste modelo de treinamento simulado nos cursos de formação em Controle de Tráfego Aéreo. Sugere, ainda, a utilização desse modelo de treinamento para outras áreas do serviço de Navegação Aérea de interesse do Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro (SISCEAB).