Agent-based Modeling and Simulation for Airport Ground Traffic Management
Creators: name: Ζουμάκης, Ιωσήφ Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Αρχιτεκτονική Πρακτόρων
Προσομοίωση
Αεροδρόμιο
Δραστηριότητες σε Αεροδρόμιο
Συντονισμός Αεροπλάνων
Αναχωρήσεις
Αφίξεις
Agent-based
Simulation
Airport
Ground Operations
Traffic Flow Management
Departures
Arrivals

description: The purpose of this thesis is to present an agent-based simulation and modeling framework for the ground operations taking place in an airport’s area of interest, where aircraft and air traffic controller agents interact and cooperate with each other for the successful execution of the scheduled departure and arrival procedures. The implemented work aims to prove the suitability of the agent-based approach to the domain of aircraft traffic flow management, as well as its usefulness in capturing the emergent complex operational patterns to the level of interactions between individual agents. The study of the related literature reveals that research focusing on airport related problems from an agent-based perspective is relatively recent. In addition, the majority of the proposed models were not tested on a ground network based on an actual airport, neither were they compared with real flight data. For this reason, the simulation scenarios of this thesis are based on the ground network of an actual landing facility. Specifically, on the taxiway network and the runway system of Newark Liberty International Airport (KEWR). The results from the conducted simulation experiments demonstrate the feasibility of the agent-based paradigm by their comparison with both real flight data and custom flight schedules, designed to simulate the operational challenges arising from the coordination of a large number of surface operations.
description: Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η υλοποίηση ενός μοντέλου προσομοίωσης της κίνησης των αεροπλάνων εντός του χώρου που οριοθετεί ένα αεροδρόμιο, βασισμένου στη λογική της αρχιτεκτονικής πρακτόρων (¬agent-based modeling and simulation). Η προσομοίωση επιτυγχάνεται μέσω της αλληλεπίδρασης των αεροπλάνων και των ελεγκτών εναέριας κυκλοφορίας, με στόχο την επιτυχή ολοκλήρωση των προγραμματισμένων αφίξεων και αναχωρήσεων. Στόχος είναι η ανάδειξη της καταλληλότητας της αρχιτεκτονικής πρακτόρων σε προβλήματα που σχετίζονται με το συντονισμό της κίνησης των αεροπλάνων στο χώρο του αεροδρομίου, καθώς και της χρησιμότητάς της στην αποκάλυψη των πολύπλοκων μοτίβων συμπεριφοράς σε επίπεδο αλληλεπίδρασης μεταξύ μεμονωμένων δρώντων (αεροπλάνων και ελεγκτών). Από τη μελέτη της διαθέσιμης βιβλιογραφίας, διαπιστώνεται πως το ενδιαφέρον για την επίλυση προβλημάτων σχετικών με δραστηριότητες που αφορούν ένα αεροδρόμιο με χρήση αρχιτεκτονικής πρακτόρων είναι σχετικά πρόσφατο. Ωστόσο, υπάρχει περιορισμένος αριθμός μελετών που επαληθεύουν την εγκυρότητα των προτεινόμενων μοντέλων τους βασιζόμενες σε πειράματα που διεξάγονται σε δίκτυα διαδρομών σχεδιασμένα με βάση πραγματικά αεροδρόμια, ή μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων τους με πραγματικά δεδομένα πτήσεων. Για το λόγο αυτό, τα σενάρια προσομοίωσης που υλοποιούνται στην παρούσα εργασία έχουν διεξαχθεί σε δίκτυο και σύστημα αεροδιαδρόμων σχεδιασμένων με βάση ένα πραγματικό αεροδρόμιο. Συγκεκριμένα, το Διεθνές Αεροδρόμιο Νιούαρκ (Newark International Airport). Τα αποτελέσματα που προκύπτουν απο τα διεξαγόμενα πειράματα επαληθεύουν την αποτελεσματικότητα της μοντελοποίησης βασισμένης στην αρχιτεκτονική πρακτόρων, καθώς αυτή ελέγχεται μέσω της σύγκρισης με αληθινά δεδομένα πτήσεων. Τέλος, αναδεικνύεται η ικανότητα της προσομοίωσης να διαχειρίζεται επιτυχώς τις δυσκολίες που εγείρονται λόγω της ανάγκης διαχείρισης ενός σημαντικά μεγάλου όγκου πτήσεων, στα πλαίσια του αεροδρομίου.
description: Σε συνεργασία με το τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής (Πανεπιστήμιο Μακεδονίας)