Future air traffic management (ATM) systems have been identified as a matter of great significance for the evolution of future air navigation systems (FANS). As one function of ATM, Air Traffic Flow Management (ATFM) provides a service complementary to Air Traffic Control (ATC). In this research, a Knowledge-Based System (KBS) has been designed to try to solve the ATFM problem. For timetable rescheduling, the system attempts to modify airlines tiemtable to smooth traffic peaks at airports during rush-hours. For centralized flow control, the system works on-line to forecast the place, time and magnitude of the congestion and to take some actions to prevent this congestion. As an Artificial Intelligence language, Prolog was chosen for developing the prototype of the Knowledge-Based ATFM System. The research gives a conceptual description of the application of KBS (specially in Prolog) in the ATFM domain. Using this system, a study of the Brazilian ATFM systemincluding the main airports of the country has been done.

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 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).

No âmbito da aviação comercial mundial, os fatores humanos têm figurado como os principais contribuintes de acidentes aeronáuticos desde a década de 1960. Os comportamentos dos operadores da ponta da linha (front line operators) podem ser classificados a partir do desempenho humano de acordo com três componentes: o erro humano, as violações e os comportamentos inaceitáveis tomados a partir de riscos intoleráveis. Num ambiente em que se preconiza uma cultura de segurança (safety culture), o sistema de reporte deve conjugar dois pressupostos. Primeiro: erros e violações aceitáveis devem ser classificados como atos inseguros não culpáveis (blame free); e, segundo: violações inaceitáveis devem ser repudiadas em virtude da possibilidade de resultados adversos que podem causar, independentemente dos danos. O objetivo do presente trabalho é analisar os algoritmos de culpabilidade existentes, a fim de possibilitar a avaliação de erros e violações, com vistas à sua aplicação na aviação. Neste trabalho é feita uma abordagem metodológica qualitativa por meio de revisão bibliográfica e análise na literatura de quatro algoritmos: o primeiro, desenvolvido por James Reason; outros dois pertencentes a órgãos do Departamento de Energia dos EUA, o Institute of Nuclear Power Operations - INPO e o Los Alamos National Laboratory - LANL, e ainda do EUROCONTROL. Ao longo do trabalho monográfico, apresenta-se um estudo de caso, a título ilustrativo, da utilização do algoritmo de James Reason, a partir da aplicação em um acidente aeronáutico, tendo por base o relatório final publicado. Tendo em vista que no Brasil, especificamente na área de regulação de aviação da autoridade aeronáutica, não existe fomento ao reporte de desvios, nem ferramentas que viabilizem a avaliação e classificação dos atos inseguros, o emprego de algoritmos de culpabilidade pode incrementar a maturidade da cultura de segurança no âmbito do regulador e do operador. As recomendações oferecidas, com base na experiência internacional dos órgãos acima citados, versam sobre a necessidade de maiores estudos sobre essa carência regulatória, com um futuro desenvolvimento de regulamentação que espelhe preceitos de uma cultura justa na aviação.

Este trabalho apresenta a técnica MDJ para avaliação de conflitos de tráfego em interseções de vias urbanas, idealizadas para as condições do trânsito observadas no Brasil. Para tanto, a técnica MDJ, além dos conflitos comuns de tráfego considerados nas técnicas estrangeiras, também considera como conflitos os seguintes fatos: desrespeito às regras de circulação, avanço do sinal vermelho, freada ou desvio de trajetória provocado por problema na via e dificuldade de manobra provocada por interferência visual (prejuízo da visibilidade devido ao meio ambiente). Para avaliação da validade da técnica MDJ, foram analisados quatro cruzamentos críticos em termos de acidentes na cidade de São Carlos - SP, com os conflitos observados comparados com os dados de acidentes de trânsito nos locais relativos ao período de um ano. A análise realizada mostrou uma correlação satisfatória entre os dados de conflitos e os dados de acidentes, o que sugere ser a técnica MDJ, em princípio, adequada para estudos de segurança viária em cruzamentos urbanos no Brasil. Contudo, é necessário uma maior quantidade de comparações conflitos/acidentes em outras situações (cidades e cruzamentos) para se concluir da adequabilidade do método para as condições brasileiras. / This work presents the MDJ technique for evaluation of contlicts of traffic in intersections of urban roads, idealised for the conditions of the traffic observed in Brazil. For that, the MDJ technique, besides the common conflicts of traffic considered in the foreign techniques, also considers as conflicts the following facts: disrespect to the rules of circulation, crossing the red light, braked or trajectory deviation provoked by problem in the road and manoeuvre difficulty provoked by visual interference (damage of the visibility due to the environment). For evaluation of the validity of MDJ technique, four critical crossings were analysed in terms of accidents in the city of São Carlos-SP, with the observed conflicts compared with the data of accidents of traffic in the relative places during a period of one year. Ths analysis showed a satisfactory correlation between the data of conflicts and the data of accidents, what suggests that the MDJ technique, in the beginning, ito be good for studies of road safety in urban crossings in Brazil. However, it is necessary a larger amount of comparisons conflicts/accidents in another situations (cities and crossings) to consider the suitability of the method for the Brazilian conditions.

Neste trabalho é apresentada a aplicação da Técnica Sueca de Análise de Conflitos de Tráfego em 5 (cinco) interseções críticas da cidade de São Carlos. Baseado nos resultados obtidos, são propostas ações simples e de baixo custo para aumentar a segurança viária nos locais estudados. Uma das propostas foi implementada tornando possível avaliar o desempenho do cruzamento após a implantação utilizando a Técnica Sueca de Análise de Conflitos de Tráfego. Esta implantação apresentou resultados bastante satisfatórios, proporcionando redução drástica no número e gravidade dos conflitos. A experiência na aplicação da Técnica Sueca de Análise de Conflitos de Tráfego em São Carlos mostra ser a mesma uma ferramenta bastante útil para análise da segurança viária em locais críticos, sobretudo proporcionando informações fundamentais na definição de ações para reduzir os conflitos e, consequentemente, os acidentes. / In this work we present the Application of the Swedish Technique of Traffic Conflict Analysis in 5 (five) critical intersections in the city of São Carlos. Based on the obtained results, simple and low-cost actions are proposed in order to increase the traffic safety in the studied places. One of the proposals has been put in practice enabling the evaluation of the crossing performance after having implanted the Swedish Technique of Traffic Conflict Analysis. This implantation has presented quite satisfactory results, providing drastic reduction both in number and seriousness of the conflicts. The experience in the Application of the Swedish Technique of Traffic Conflict Analysis shows it to be a very useful tool for the traffic safety analysis in critical places, overall providing essential information in the action definition to reduce the conflicts, and consequently the accidents.

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento e proposição de modelos matemáticos que possam estimar, com a precisão necessária para efeitos de aplicação prática, o grau ou o nível de segurança de interseções, semaforizadas ou não, usando-se o conceito de oportunidades de conflito de tráfego. O conceito de oportunidade de conflito de tráfego tem sido proposto para obter medidas analíticas de segurança, sendo uma medida correlata de segurança que pode substituir com vantagem as medidas usuais como histórico de acidentes e conflitos de tráfego. Os modelos que usam o conceito de oportunidades de conflito de tráfego necessitam apenas de dados operacionais das interseções, o que torna este parâmetro uma medida potencialmente útil para aplicações práticas na determinação do nível de segurança de um determinado local ou fazer projeções sobre a efetividade de projetos de segurança. São apresentados e discutidos trabalhos de outros autores sobre o assunto, baseados nos quais foram desenvolvidas alternativas às propostas por eles formuladas. Foram analisados pontos não tratados como a aplicação do conceito de oportunidade de conflito de tráfego no período de entreverdes, bem como o estudo de pedestres nas diferentes situações de travessia (nos estudos revisados, somente foi encontrada a análise de travessia de pedestres diante do movimento de conversão à esquerda com fluxo oposto). Foi realizado um estudo piloto numa interseção real com o objetivo de testar metodologias de trabalho de campo, o que permitiu estruturar um trabalho de validação de campo por meio de diagnósticos qualitativos. / The purpose of this work is, through the use of mathematic models, to estimate the level of risk using the concept of traffic conflict opportunity at signalized and unsignalized intersections. The concept of traffic conflict opportunity has been proposed to measure the level of risk, and it is considered as an alternative measure of traffic safety, potentially more useful than the traditional safety measures like traffic accident data or traffic conflict technique. The traffic conflict opportunity models do not require complex field data, only the operational data of the intersection as traffic counts and control parameters are needed. This work presents and analyses other authors studies about this subject, based on which were proposed alternative methods for their formulations. Points such as the safety analysis of the intergreen period using traffic conflict opportunity, not found in those studies, were treated in this work, as well as the pedestrian crossing risk in various situations (in the revised studies, only the analysis of pedestrian crossing risk due to a left turn movement facing an opposing flow was found). In order to test methodologies and to collect field data, it was performed a pilot study at a real intersection. The pilot study allowed to define the goals and the means needed to carry out a field validation by qualitative diagnostic analysis.

Este trabalho apresenta a técnica MDJ para avaliação de conflitos de tráfego em interseções de vias urbanas, idealizadas para as condições do trânsito observadas no Brasil. Para tanto, a técnica MDJ, além dos conflitos comuns de tráfego considerados nas técnicas estrangeiras, também considera como conflitos os seguintes fatos: desrespeito às regras de circulação, avanço do sinal vermelho, freada ou desvio de trajetória provocado por problema na via e dificuldade de manobra provocada por interferência visual (prejuízo da visibilidade devido ao meio ambiente). Para avaliação da validade da técnica MDJ, foram analisados quatro cruzamentos críticos em termos de acidentes na cidade de São Carlos - SP, com os conflitos observados comparados com os dados de acidentes de trânsito nos locais relativos ao período de um ano. A análise realizada mostrou uma correlação satisfatória entre os dados de conflitos e os dados de acidentes, o que sugere ser a técnica MDJ, em princípio, adequada para estudos de segurança viária em cruzamentos urbanos no Brasil. Contudo, é necessário uma maior quantidade de comparações conflitos/acidentes em outras situações (cidades e cruzamentos) para se concluir da adequabilidade do método para as condições brasileiras. / This work presents the MDJ technique for evaluation of contlicts of traffic in intersections of urban roads, idealised for the conditions of the traffic observed in Brazil. For that, the MDJ technique, besides the common conflicts of traffic considered in the foreign techniques, also considers as conflicts the following facts: disrespect to the rules of circulation, crossing the red light, braked or trajectory deviation provoked by problem in the road and manoeuvre difficulty provoked by visual interference (damage of the visibility due to the environment). For evaluation of the validity of MDJ technique, four critical crossings were analysed in terms of accidents in the city of São Carlos-SP, with the observed conflicts compared with the data of accidents of traffic in the relative places during a period of one year. Ths analysis showed a satisfactory correlation between the data of conflicts and the data of accidents, what suggests that the MDJ technique, in the beginning, ito be good for studies of road safety in urban crossings in Brazil. However, it is necessary a larger amount of comparisons conflicts/accidents in another situations (cities and crossings) to consider the suitability of the method for the Brazilian conditions.

Neste trabalho é apresentada a aplicação da Técnica Sueca de Análise de Conflitos de Tráfego em 5 (cinco) interseções críticas da cidade de São Carlos. Baseado nos resultados obtidos, são propostas ações simples e de baixo custo para aumentar a segurança viária nos locais estudados. Uma das propostas foi implementada tornando possível avaliar o desempenho do cruzamento após a implantação utilizando a Técnica Sueca de Análise de Conflitos de Tráfego. Esta implantação apresentou resultados bastante satisfatórios, proporcionando redução drástica no número e gravidade dos conflitos. A experiência na aplicação da Técnica Sueca de Análise de Conflitos de Tráfego em São Carlos mostra ser a mesma uma ferramenta bastante útil para análise da segurança viária em locais críticos, sobretudo proporcionando informações fundamentais na definição de ações para reduzir os conflitos e, consequentemente, os acidentes. / In this work we present the Application of the Swedish Technique of Traffic Conflict Analysis in 5 (five) critical intersections in the city of São Carlos. Based on the obtained results, simple and low-cost actions are proposed in order to increase the traffic safety in the studied places. One of the proposals has been put in practice enabling the evaluation of the crossing performance after having implanted the Swedish Technique of Traffic Conflict Analysis. This implantation has presented quite satisfactory results, providing drastic reduction both in number and seriousness of the conflicts. The experience in the Application of the Swedish Technique of Traffic Conflict Analysis shows it to be a very useful tool for the traffic safety analysis in critical places, overall providing essential information in the action definition to reduce the conflicts, and consequently the accidents.

O modelo apresentado neste trabalho, denominado SimPed, foi concebido para fornecer uma boa representação da interação entre pedestres e uma abordagem realista para a interação entre pedestres e veículos em ambiente urbano. O modelo apresenta uma estrutura híbrida, combinando conceitos baseados em campo de força e as abordagens baseadas regra. Pedestres e veículos são representados por agentes e os atributos das infraestruturas são definidos através de camadas estruturais. Este trabalho, apresenta também, o desenvolvimento de dois modelos preliminares ao SimPed. O primeiro modelo apresenta conceitos básicos de movimento de pedestres. O segundo refere-se aos problemas de geração de rotas dos pedestres. O modelo SimPed é um novo modelo de movimentação de pedestres, que considera a interação entre veículos e pedestres. A fim de verificar a aplicabilidade prática do SimPed, este trabalho apresenta três testes de simulação. O primeiro teste preocupa-se com a capacidade do modelo para representar a interação entre os pedestres. O segundo analisa uma travessia de pedestres, e foi concebido para investigar a influência do campo de força dos pedestres no desempenho do tráfego de veículos. O terceiro teste se preocupa com a representação da aceitação de gaps pelos pedestres. Neste teste os valores dos gaps obtidos na simulação são comparados com valores de gaps obtidos a partir de uma coleta de dados de vídeo em um local de travessia de pedestres. Os testes indicam que o modelo SimPed fornece bons fundamentos para uma representação de qualidade do processo de travessia dos pedestres. / The model presented in this work, named as SimPed, has been devised to provide a sound representation of interaction among pedestrians and a more realistic approach for interaction between pedestrians and vehicles. The model presents a hybrid structure, combining force field and rule based approaches. Pedestrians and vehicles assume an agent based representation and the attributes of the infrastructure are defined by several structural layers. This work presents the development of 2 preliminary models and the SimPed model. The first model concerns about basic concepts of pedestrians’ movement. The second one concerns about the pedestrians’ path generation problem. The SimPed model is a new pedestrian’s movement model with vehicle and pedestrians interaction capabilities. In order to verify the practical applicability of the SimPed, this work presents three simulation tests. The first test concerns the capacity of the model to represent interaction among pedestrians. The second analyses a pedestrian crossing environment, and was devised to investigate the influence of the force-based parameter on traffic performance. The third simulation test is concerned with pedestrians´ gap acceptance representation. In this test gap acceptance values obtained from simulation are compared with gap values obtained from a video data collection of pedestrians at a crossing facility. The tests indicate that the model structure and its calibration resources provide good grounds for sound representations of realistic conditions.