¿Cómo se usan las matemáticas en el control del tráfico aéreo y de superficie?

Gracias por el A2A. Trato con el tráfico por carretera, y aunque hay muy poca información sobre la intención de esta pregunta, está etiquetado como control de tráfico aéreo, así que voy a seguir adelante y hablar sobre modelado en general.

El tráfico, ya sean aviones en el cielo o automóviles en un cruce o personas que se mueven a través de un estadio o ascensores que llevan a las personas a un rascacielos o paquetes de red en una red, son cosas complicadas. Esencialmente, tiene un montón de cosas que deben ir de un lugar a otro, y tiene una capacidad limitada para llevar a las personas a donde necesitan ir.

En los viejos tiempos, si necesitabas llevar a la gente a una ciudad, te metías en un montón de caminos entre tus edificios y esperabas que pudieran llevar a las personas a donde tenían que ir. Mucho de esto se basó en la intuición, el instinto y la comprensión del sentido común de las capacidades y el flujo. Si tiene muchas personas que necesitan ir del lugar A al lugar B, un gran camino que los conecte es una buena forma de crear capacidad para ellos.

En estos días, sin embargo, tenemos mucho más tráfico para atravesar, y no hay suficiente capacidad para atravesarlo todo y esperar lo mejor. Así que planificamos nuestras redes y probamos diferentes opciones para ver qué cosas funcionan mejor.

En resumen, usamos modelado.

En TfL, utilizamos software de modelado de tráfico para modelar diferentes diseños de unión y ver qué tan bien consiguen el tráfico donde necesita ir. Algunas herramientas modelan vehículos individuales y les dan un facsímil del comportamiento humano mientras intentan llegar a su destino, algunas simplemente miran los números de congestión y ocupación y modelan cómo es probable que se desarrollen las redes.

Algo similar a esto se hace prácticamente cada vez que necesita obtener un montón de cosas a través de una red, y desea diseñar la red de la manera más eficiente posible. La medida en que el usuario necesitará comprender las matemáticas detrás del software variará de un caso a otro, pero en cada caso habrá algunos algoritmos bastante inteligentes en el trabajo.

Esa es una guía general en términos de cómo las matemáticas se acostumbran a optimizar el tráfico en general. Si me haces saber lo que te interesa en particular, puedo intentar darte más detalles.

Las matemáticas y la modelización son fundamentales para el funcionamiento de los sistemas de control de tráfico aéreo. Por ejemplo:

  • Los llamados “modelos de encuentro” forman la base de cómo las diferentes trayectorias de los aviones se traducen en señales o advertencias para los controladores y las tripulaciones de vuelo. ( Ver Alertas de seguridad generadas por computadora; Sistema de prevención de colisiones de tráfico)
  • Las “tasas de aceptación en el aeropuerto” (el número de aterrizajes por hora que puede manejar un aeródromo determinado con un número determinado de pistas de longitud X) se basan en un análisis cuidadoso de la cantidad de distancia requerida entre aeronaves; diferentes pesos requieren diferentes cantidades para evitar la turbulencia de Wake peligros.
  • Las aproximaciones por instrumentos y las salidas desde los aeropuertos deben adaptarse para adaptarse al espacio de maniobra disponible, los ángulos que se deben volar para llegar y salir con seguridad de las pistas servidas, y la velocidad a la que aterrizan y despegan los diferentes tipos de aeronaves. (Herramientas de procedimientos de instrumentos de terminal (TERPS))