L’assegnazione dei voli basata sull’intelligenza artificiale riduce costi e ritardi
L’equilibrio tra domanda e capacità del traffico aereo è fondamentale per garantire un flusso di voli regolare e ordinato. Con un numero crescente di passeggeri e l’incremento di volume dei voli, saranno necessarie nuove tecnologie per contribuire alla gestione flessibile di spazi aerei sempre più congestionati. «Nell’ambito dei voli, le bande orarie di gestione del flusso di traffico aereo sono tempi assegnati di partenza, arrivo o passaggio in un particolare settore dello spazio aereo», spiega Eduard Gringinger, coordinatore del progetto SlotMachine (A Privacy-Preserving Marketplace for Slot Management) e responsabile scientifico senior di Frequentis, in Austria. «Queste bande vengono stabilite dal gestore di rete EUROCONTROL, al fine di regolare il traffico in aree congestionate dello spazio aereo.» Attualmente è possibile che, per alleggerire il traffico, si verifichino semplici scambi tra due voli. Tali scambi aiutano le compagnie aeree a dare priorità a determinati voli, in base alle strutture dei costi, per ridurre questi ultimi al minimo e contenere i ritardi per i passeggeri. L’assegnazione, e lo scambio, di queste bande orarie di volo è quindi un fattore economico cruciale per le compagnie aeree. «In questo caso, una sfida è l’estrema riservatezza delle strutture di costo dei voli, che influiscono su come le compagnie aeree danno priorità ai voli e potrebbero variare per un numero qualsiasi di ragioni», osserva Gringinger. «Non si tratta di informazioni che le compagnie aeree intendono necessariamente condividere con gli altri. Ciò ha impedito lo scambio di bande orarie tra compagnie aeree diverse.»
Assegnazione dei voli efficiente grazie alla blockchain
Il progetto SlotMachine, finanziato dall’UE e dall’industria, ha tentato di avvalersi del potere della tecnologia basata sull’intelligenza artificiale (IA) per creare una piattaforma di scambio per le assegnazioni dei voli semi-automatizzata, basata sulle priorità delle strutture di costo di compagnie aeree diverse. Il progetto è stato finanziato nell’ambito del quadro dell’impresa comune SESAR, un partenariato pubblico-privato istituito per modernizzare il sistema europeo di gestione del traffico aereo. Per raggiungere i suoi obiettivi, il consorzio del progetto ha esaminato le potenzialità di un registro distribuito leggero per collegare tra loro i record in modo sicuro attraverso la crittografia. Ciò consente a vari utenti di effettuare calcoli utilizzando dati combinati, senza rivelarne il singolo dato di input. «Al centro del sistema c’è il componente Controller», spiega Gringinger. «Questo componente trasmette le informazioni sull’utilizzo corrente di spazio aereo alle compagnie aeree.» È stata realizzata una piattaforma IA basata su queste tecnologie, progettata per agevolare transazioni più flessibili, veloci e totalmente private per le sequenze di bande orarie. Gli utenti dello spazio aereo possono inserire in sicurezza le proprie preferenze di volo, insieme ai dati di supporto, attraverso un’interfaccia grafica. Questi dati sono trasmessi all’ottimizzatore euristico del sistema, dove gli algoritmi vengono applicati ai dati combinati, al fine di trovare soluzioni progressivamente migliori in termini di definizione delle priorità dei voli. Infine, tali elenchi di voli vengono valutati dal motore per la privacy della piattaforma, che aiuta a calcolare il miglioramento acquisito o la compensazione dovuta per ogni volo, in termini di crediti. I crediti accumulati dalle compagnie aeree nel corso delle numerose sessioni di scambio dei voli possono essere archiviati in modo sicuro, mentre la tecnologia blockchain garantisce che le transazioni siano affidabili per tutte le parti coinvolte. «Abbiamo utilizzato dati reali per verificare questa concezione in vari cicli di convalida», aggiunge Gringinger. «Inoltre, ci siamo avvalsi di dati simulati per creare situazioni realistiche e mettere veramente alla prova la concezione di SlotMachine.»
Mercato di gestione delle bande orarie
Queste simulazioni hanno dimostrato l’efficacia del calcolo tra più parti e della tecnologia blockchain nella definizione della sequenza ottimale di volo per le compagnie aeree, pur occultando le informazioni sensibili. Il successo del progetto getta le basi per l’ulteriore sviluppo di ciò che potrebbe diventare un elemento essenziale della gestione del traffico aereo. Un mercato affidabile ed efficace basato sull’IA per le bande orarie di scambio promuoverà un miglior utilizzo delle risorse esistenti e otterrà una maggiore efficienza delle compagnie aeree. Tutto ciò porterà alla riduzione delle emissioni e dei ritardi. I risultati di SlotMachine confluiranno nella soluzione esistente basata sul processo di definizione delle priorità guidato dall’utente, attualmente sviluppata da SESAR. Inoltre, è in cantiere un progetto di follow-up per aggiornare la tecnologia di SlotMachine e coinvolgere un maggior numero di compagnie aeree. «A questo punto l’obiettivo è fornire più velocemente al mondo reale i risultati provenienti dalla ricerca», afferma Gringinger.
Parole chiave
SlotMachine, compagnie aeree, IA, digitale, crittografia, spazio aereo, SESAR
