![Page 1: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/1.jpg)
Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto
Cícero R. F. de AlmeidaLi Weigang
TransLab – Universidade de Brasília
![Page 2: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/2.jpg)
Sumário• Introdução.• Trabalhos relacionados.• Funções de Preferência das Entidades.• Modelo Satisficing.• Processo de Tomada de Decisão.• Experimentos e Resultados.• Considerações Finais.
![Page 3: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/3.jpg)
IntroduçãoAs preocupações com a eficiência ATFM no Brasil vêm impulsionando a comunidade aeronáutica e autoridades do CGNA a buscar metodologias alinhadas ao paradigma Collaborative Decision Making (CDM).• Aeroporto, • Linhas Aéreas e • Controle de Tráfego Aéreo
![Page 4: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/4.jpg)
Modelo compartimentado CDM – DECEA
As principais classes de entidades envolvidas no cenário ATFM: Aeroporto, Empresas Aéreas e Serviço de ATC (Air Traffic Control).
![Page 5: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/5.jpg)
Introdução• As múltiplas entidades do cenário ATFM tomam
decisões para alcançar seu desempenho individual.
• Os efeitos dessas decisões individuais repercutem nas demais entidades.
• Ambientes com interdependência de decisões entre entidades podem ser modelados segundo:• Teoria dos Jogos não Cooperativos • Teoria dos Jogos Satisficing.
![Page 6: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/6.jpg)
Introdução• Teoria dos Jogos não Cooperativos • (Neumann e Morgenstern, 1944)• Desempenho individual do agente
• Jogadores comprometidos apenas com metas individuais.
• Individualismo.• Quando existe cooperação, ocorre por meio de coalizões.
Nem sempre é possível coalizão geral de todos os jogadores.
• Equilíbrio de Nash (Nash, 1950)
![Page 7: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/7.jpg)
Introdução• Teoria dos Jogos Satisficing • (Stirling, 2003)• Desempenho individual do jogador,
considerando o desempenho do grupo• Jogadores comprometidos com metas
individuais e de grupo.• Cooperação
![Page 8: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/8.jpg)
IntroduçãoA Teoria dos Jogos Satisficing estabelece os conceitos de rejeitabilidade e seletibilidade para cada opção de decisão da entidade.•Rejeitabilidade• Associada ao grau de consumo de recursos; • Quanto mais recursos uma decisão consome, tanto mais
rejeitável esta decisão será.•Seletibilidade • Associada ao grau de suporte ao sucesso que uma
decisão possui.
![Page 9: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/9.jpg)
Trabalhos RelacionadosCDM•As soluções propostas envolvem metodologias diversas.• Sistemas multiagentes, programação inteira entre
outras.•Algumas pesquisas apresentam tendência a empregar metodologias de jogos para modelagem CDM em ATFM (Ball, 2001; Ball, 2005; Wolfe, 2009). • Interdependência de decisões do cenário
![Page 10: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/10.jpg)
Trabalhos RelacionadosJogos Satisficing•Soluções de conflitos de aeronaves (Archibald, 2008). •Mais recentemente, proposta de método anticolisão (Xiaohui, 2012).
![Page 11: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/11.jpg)
Funções de Preferência das Entidades
•Modelam as preocupações de eficiência das entidades participantes do CDM. • Por exemplo, o Controle de Tráfego Aéreo
possui preocupações quanto à eficiência na segurança das operações
•Selecionadas mediante brainstorming de pesquisadores do Translab/UnB
![Page 12: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/12.jpg)
Funções de Preferência das Entidades• Funções de preferência - Serviço ATC
• Congestionamentos de setores de controle• Acúmulo de atrasos nas áreas terminais (TMA)
• Funções de preferência - Empresas Aéreas.• Impacto de distribuição de atrasos entre as
empresas.• Impacto financeiro dos atrasos para a empresa.
• Funções de preferência – Aeroporto• Impacto na capacidade de pouso e decolagem• Taxa de ocupação do TPS.
![Page 13: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/13.jpg)
Modelo SatisficingDefine valores de rejeitabilidade e seletibilidade para decisões do tipo.
• Espera no ar (AHP – Air Holding Problem)• Espera em solo (GDP – Ground Delay Program)
Dado um conjunto de decisões AHP ou GDP:
• é a rejeitabilidade de uma decisão u.• é a seletibilidade da uma decisão u.• é o conjunto satisficing, que concentra todas
as decisões com seletibilidade igual ou maior que a rejeitabilidade
)(upR
},...,,{ 21 nuuuU
)(upS}:{ RS ppUuS
![Page 14: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/14.jpg)
Modelo Satisficing
![Page 15: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/15.jpg)
Modelo SatisficingRejeitabilidade ATCGDP: Considera a severidade máxima de congestionamento
: Severidade atual : Severidade máxima : Quantidade atual de aeronaves no setor x : Máximo de aeronaves que o setor x suporta (100% da capacidade)c : Ocupação do setor de controle a partir da qual o setor x é considerado congestionado (80% de N(x))
cxVse
xNxVcseCsCs
up cRC
)(0
)()()( max,
Cs
maxCs)(xV)(xN
![Page 16: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/16.jpg)
Modelo SatisficingRejeitabilidade ATCAHP: Reduzir tempos de procedimentos de espera no ar
: Atraso atual em voo. : Atraso total na TMA x que a decisão u produz. : Variação dos tempos AHP na TMA x
00
0)()(
)(
)()(
,
xahp
xahpAah
xahp
cRD
se
sexdup
),()()( uxdxd AahAahxahp
)(xd Aah),( uxdAah
)(xahp
![Page 17: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/17.jpg)
Modelo SatisficingRejeitabilidade das Empresas AéreasGDP: Distribuição igualitária dos atrasos entre as empresas
: Distribuição igualitária do atraso acumulado na TMA x : Atraso total na TMA x. : Quantidade de aeronaves na TMA x entre os instantes t0 e t : Atraso em solo acumulado da aeronave a.
Tdd
0)(0
)(0)(
1)(
,
,,,
0
0
0
ttAgh
Aghtttt
Agh
lRD
madse
admsemad
up ),,( 0,0 ttTMAsize
dm Tdtt
ttm ,0
),,( 0 ttTMAsize)(adAgh
![Page 18: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/18.jpg)
Modelo SatisficingRejeitabilidade das Empresas AéreasAHP: Distribuição igualitária dos atrasos entre as empresas
: Atraso máximo em solo antes de cancelar o voo da aeronave a. : Atraso máximo em voo (reserva de combustível da aeronave a). : Atraso máximo da aeronave a : Atraso acumulado da aeronave a.
)()()(
max
1 adadup
Ath
AthRF 1))(),(min()(
max aDaCadAth
)(aC
)(aD)(
maxad Ath)(adAth
![Page 19: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/19.jpg)
Modelo SatisficingRejeitabilidade do AeroportoGDP: Distribuição igualitária dos atrasos entre as empresas
: Ocupação do TPS no instante t produzida pela decisão u (GDP). : Área máxima adequada por passageiro na hora pico (pax/hp). : Área mínima adequada por passageiro na hora pico (pax/hp).
min
max
maxminminmax
max
),(1),(0
),(),(
)(SutOseSutOse
SutOSseSS
utOS
up
tps
tps
tpstps
RA
),( utOtps
maxS
minS
![Page 20: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/20.jpg)
Modelo SatisficingRejeitabilidade do AeroportoAHP: Não definida neste modelo
![Page 21: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/21.jpg)
Modelo SatisficingSeletibilidade GDPObjetivo: Manter a aeronave em solo. Quanto menos espaço livre na TMA, mais selecionável será manter o avião em solo.
: Quantidade atual de aeronaves no setor x : Máximo de aeronaves que o setor x suporta (100% da capacidade)
1)(1
1)()1)((
1)(
tVNse
tVNsetVNup
xx
xxxxSgdp
)(xV)(xN
![Page 22: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/22.jpg)
Modelo SatisficingSeletibilidade AHPObjetivo: Manter a aeronave no ar. Quanto menos espaço livre na TMA, mais selecionável será manter o avião em solo.
: Capacidade de pouso do aeroporto a no instante t.
0)(1
0)()(
1)(
tCse
tCsetCup
a
aaSahp
)(tCa
![Page 23: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/23.jpg)
Processo de Tomada de DecisãoPolíticas de prioridade de decisão
: Prioridade para decisões do gestor do aeroporto : Prioridade para decisões das Empresas Aéreas : Prioridade para decisões do Serviço ATC
A
L
C
![Page 24: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/24.jpg)
Processo de Tomada de DecisãoRegras
• Segurança • Em caso de conflitos de interesses insolúveis, aplica-se as
preferências do Serviço ATC para esperas no ar e em solo.• Sequenciamento de decolagens
• Sequenciar decolagens conforme a utilidade das decisões GDP (diferença entre seletibilidade e rejeitabilidade das decisões GDP)
• Sequenciamento de pousos• Sequenciar pousos conforme a utilidade das decisões AHP
(diferença entre seletibilidade e rejeitabilidade das decisões AHP).
![Page 25: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/25.jpg)
Processo de Tomada de DecisãoProcedimento de tomada de decisão - GDP
![Page 26: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/26.jpg)
Processo de Tomada de DecisãoProcedimento de tomada de decisão - AHP
![Page 27: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/27.jpg)
Experimentos e Resultados• Dados Empregados
• Movimentos aéreos na TMA-SP• Guarulhos e Congonhas
• Casos Estudados para decisões GDP e AHP• Alto fluxo de movimentos• Baixo fluxo de movimentos
• Resultados:• O modelo sugeriu sequências de decolagens e pousos
diferentes das sequências originalmente adotadas pelo Serviço ATC.
• As sequências consideraram as preferências das três entidades envolvidas, com melhor colaboração entre os parceiros do CDM
![Page 28: Jogos Satisficing para Tomada de Decisão Colaborativa em Aeroporto Cícero R. F. de Almeida Li Weigang TransLab – Universidade de Brasília](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070507/5706384b1a28abb8238f5741/html5/thumbnails/28.jpg)
Considerações FinaisTarefas a realizar•Identificar novas equações de preferência das entidades.•Identificar eventuais novos parceiros no CDM.•Revalidar o Modelo Satisficinig CDM com mais testes em novos cenários que envolvam não apenas a TMA, mas também os setores adjacentes à TMA.