Txt e-Tech: Intelligenza Artificiale e digital twin per operazioni di scalo aeroportuale più veloci di un pit stop!

È da oltre cinquant’anni che piloti e tecnici di manutenzione del mondo aeronautico si addestrano con i sistemi di simulazione. Ma i tempi sono cambiati. Digital twin, intelligenza artificiale, realtà virtuale. Con l’evoluzione della tecnologia la simulazione diventa pervasiva e approda ora nel settore aeroportuale. Protagonista di questa innovazione, Txt e-Tech, l’azienda della holding Txt e-Solutions del gruppo Txt, che in oltre trent’anni di esperienza (tra i clienti, produttori come Leonardo, Boeing, Airbus e compagnie aeree come American Airlines, Delta e Lufthansa) ha sviluppato un dominio di competenze e know-how trasversali all’intero processo di training & simulation.

«Tecnologie e capacità progettuali maturate nel mondo dell’aeronautica si rivelano perfette per la digitalizzazione delle infrastrutture aeroportuali, un settore in costante espansione che richiede maggiore efficienza operativa, sicurezza e sostenibilità», afferma Nicola Frisco, head of training and simulation di Txt e-Tech. Obiettivo è migliorare l’efficienza, la sicurezza e la capacità operativa degli aeroporti, aumentando i volumi di traffico gestiti.

Non solo addestramento, quindi. Le soluzioni rivolte ai centri di coordinamento operativi aeroportuali consentono di limitare i tempi di inattività, migliorare la resilienza operativa e ridurre al minimo le perdite di profitti. «Tutto questo è possibile creando un digital twin su cui far confluire i dati relativi a tutte le attività di movimentazione al suolo», dice Frisco.

La digitalizzazione non è più rinviabile

Con l’affermazione del low cost, il tempo di turnaround degli aeromobili si è infatti ridotto all’osso e il pit stop aeroportuale deve essere rapido quanto quello della Formula Uno. «Trasferimento passeggeri, rifornimento carburante, carico-scarico merci, pulizia e manutenzione. Sono attività che devono ormai essere fatte in un tempo prestabilito, compreso tra i 25 e i 35 minuti. E questo può accadere solo con un’orchestrazione di precisione di mezzi e persone», afferma Jacopo de Gioia, project manager di Txt e-Tech, in precedenza tecnico, istruttore e aviation specialist nel ramo aeroportuale. «La nostra competenza nelle infrastrutture aeroportuali varia dalla pianificazione di piste di volo, vie di rullaggio e aree di sosta degli aeromobili fino al supporto per il miglioramento delle procedure aeroportuali al fine di massimizzare le prestazioni riducendo al minimo i costi di investimento e operazionali», dice de Gioia. «Le capacità ingegneristiche, di sviluppo software e di processo che Txt e-Tech ha accumulato nel campo dell’aeronautica e dell’aviazione danno vita a nuove dimensioni applicative per la gestione aeroportuale, afferma Michele Sesana, innovation manager del Gruppo Txt. «Siamo già coinvolti in un importante progetto finanziato dal Pmrr e abbiamo tutte le risorse per soddisfare la domanda di digitalizzazione dell’intero settore». Monitoraggio operation, ottimizzazione dei tempi di sosta, formazione in virtuale e supporto alla progettazione. Ecco come il digital twin di Txt e-Tech abilita i servizi di digitalizzazione aeroportuale

Il digital twin aeroportuale di Txt e-Tech per una gestione real time delle operation

Creare la rappresentazione 3D in digital twin per avere un sistema in grado di evidenziare informazioni sul corretto avanzamento delle attività di accoglienza e ripartenza dell’aeromobile, coordinando mezzi e persone, avvalendosi dei dati dal campo per riscontrare eventi anomali e pericoli per la sicurezza. «Obiettivo è avere un controllo operazionale per gestire con la massima efficienza le attività dell’handling aeroportuale, per migliorare la situational awareness di tutti gli addetti che fanno parte del coordinamento operativo di scalo», dice de Gioia. La tecnologia serve quindi ad avere una visibilità su tutto quello che succede sull’intera superficie aeroportuale, difficilmente realizzabile attraverso sistemi tradizionali di monitoraggio. «Le soluzioni mettono in gioco competenze di data engineering e data science per avere una vista a 360 gradi di come si stanno svolgendo le diverse operazioni di movimentazione al suolo, dai servizi di rampa, di carico-scarico, ai servizi di traino e push-back, procedura che consiste nel far retrocedere l’aeromobile dal suo stand o dalla sua posizione di parcheggio fino alla via di rullaggio», spiega de Gioia.

Minimizzare i tempi di sosta, come orchestrare in digital twin mezzi e persone per realizzare un pit stop da Formula Uno

Per fare in modo che la sosta dell’aereo sia la più breve possibile è ormai indispensabile disporre di soluzioni e strumenti digitali. Tutto deve funzionare in piena sincronia. Nel momento in cui il vettore raggiunge l’area di sosta, in piazzale o al finger, scatta tutta la sequenza di operazioni di sbarco-imbarco, che devono avvenire in circa 30 minuti rispettando criteri di sicurezza stringenti. Qualsiasi disservizio genera perdite economiche, in quanto l’indisponibilità di parcheggio obbliga gli aerei successivi ad essere bloccati nell’area di rullaggio e la congestione dell’area di manovra può comportare disagi, ritardi e riattaccate agli aerei in avvicinamento, con meccanismi e disservizi a reazione. Ritardi, quindi, e spreco di carburante, aspetto quest’ultimo che non si traduce soltanto in un costo, ma in un impatto ambientale per il territorio circostante. «Ecco, noi portiamo diverse soluzioni per ottimizzare tutte le operazioni, minimizzando disservizi dell’intera infrastruttura aeroportuale, dice de Gioia.

«Limitare i tempi di sosta è un obiettivo fondamentale per le compagnie aeree e gli aeroporti. Con l’incremento dell’efficienza operativa si aumenta il numero di voli che si possono gestire in un giorno, riducendo al contempo i costi degli operatori aerei e dei gestori aeroportuali e le perdite e le inefficienze. È inoltre possibile ottenere benefici in termini di riduzione dei consumi di carburante e una più efficace ottimizzazione delle risorse umane e materiali».

Formazione in virtuale. La simulazione come tecnologia abilitante la riduzione dei costi e dei rischi legati alla formazione reale

La scelta del software di simulazione dipende da tutta una serie di fattori, dalla dimensione e complessità dell’aerodromo, dal budget del progetto e dalle specifiche esigenze degli utenti ma l’obiettivo è sempre lo stesso: apprendere e imparare in un ambiente che riproduce il più fedelmente possibile le condizioni operative. «In e-Tech abbiamo i massimi esperti di procedure di addestramento in ambito aeronautico e le competenze vengono ora rese disponibili a tutti coloro che operano nel contesto aeroportuale. «Per svolgere una qualunque attività nel piazzale di sosta il personale va addestrato e preparato, afferma de Gioia. In caso di collisione di un mezzo aeroportuale con un aeromobile i risultati potrebbero essere catastrofici. Far muovere operatori non addestrati può comportare rischi importanti per la sicurezza della navigazione aerea e dei passeggeri nonché ingenti danni economici».

Ecco, quindi, l’importanza della simulazione in un ambiente protetto che consenta di misurarsi in tutte le condizioni, anche quelle estreme o di emergenza. Training, quindi, per garantire la sicurezza della movimentazione di persone e mezzi che hanno responsabilità delle operazioni che avvengono sottobordo, in gergo gli handler.

Simulazione che può anche essere utile per risolvere le emergenze. «In caso di principio di incendio l’operatore può essere addestrato per simulare tutte le azioni di primo intervento», dice de Gioia. Training & simulation per far sì che gli operatori possano svolgere le attività preposte secondo sequenze e procedure standardizzate.

Tra queste, per esempio, quella del de-icing, o sghiacciamento, operazione fondamentale per la sicurezza aerea che consiste nella rimozione di ghiaccio, neve o brina dalle superfici esterne di un aeromobile, prima del suo decollo.

Digital twin per il monitoraggio dell’infrastruttura aeroportuale. La risoluzione delle problematiche di Foreign Object Damage

La possibilità di prevenire l’intrusione di personale e veicoli non autorizzati all’interno delle aree operative, di avere una mappatura in real time di ulteriori ostacoli e pericoli per la navigazione aerea non già previsti. Il monitoraggio è inoltre utile nelle operazioni in fase di imbarco e sbarco, per segnalare situazioni anomale ed evitare che i passeggeri si avvicinino ai motori o ad altre aree pericolose come quelle al di sotto delle ali degli aeromobili. «Con la raccolta, l’analisi e l’interpretazione dei dati, applicando al digital twin l’intelligenza artificiale e la computer vision, si è in grado di riconoscere con immediatezza molti potenziali pericoli», afferma de Gioia. Un processo di monitoraggio continuo e automatizzato dello stato superficiale delle pavimentazioni aeroportuali può rappresentare la risoluzione al problema del Foreign Object Damage, del potenziale danno causato dalla presenza non prevista di un oggetto estraneo in un’area operativa utilizzata dagli aeromobili.

«Possono essere piccoli detriti, strumenti e attrezzi dimenticati, oggetti di varia natura dispersi involontariamente, addirittura parti di mezzi, equipaggiamenti o velivoli cadute accidentalmente». E ancora, «l’identificazione automatizzata di aree in cui sia rilevata la presenza di animali, come gli uccelli che possono entrare in collisione con l’aeromobile durante il decollo o l’atterraggio, può consentire al gestore aeroportuale di mettere in atto ogni misura di mitigazione e di dissuasione, in modo mirato e adeguato alla specifica situazione». Evitare quello che in gergo viene chiamato birdstrike, ovvero la collisione tra velivoli e uccelli, è di primaria importanza. In Italia i danni economici sono infatti valutati in decine di milioni di euro. «Gli aeroporti fanno tradizionalmente affidamento su operatori addetti al monitoraggio (bird control unit) che sono obbligati a percorrere in auto centinaia di km del perimetro aeroportuale. Tutto questo può essere ottimizzato utilizzando un digital twin poiché il sistema può essere addestrato e impiegato per essere in grado di monitorare in autonomia l’intero perimetro», dice de Gioia.

Digital twin per il supporto alla progettazione aeroportuale, per l’ammodernamento del layout, per minimizzare i consumi di carburante, per l’efficienza dei sistemi luminosi e per le operazioni speciali

Nuove procedure di volo strumentali, abbattimento del rumore, sostenibilità. L’ambito aeroportuale ha una forte necessità di restare ai massimi livelli tecnologici. Servono algoritmi che calcolino le interazioni e ottimizzino le operazioni affinché siano sempre più economicamente e ambientalmente sostenibili. «Senza digital twin, computer vision, IoT e innovative interfacce uomo-macchina, basate anche sulla realtà virtuale non è possibile fare il salto di qualità necessario per entrare nella nuova era digitale. Solo creando l’infrastruttura del digital twin, che si basa sulla fusione delle informazioni provenienti dalla diversa sensoristica, sull’accesso ai dati in real time e sulla costruzione di un database di dati storici, è possibile evidenziare tutta una serie di pericoli o attenzionare eventuali inefficienze, attivando azioni preventive di mitigazione del rischio o immediate azioni correttive», dice de Gioia.

Attraverso la simulazione si può inoltre prevedere una assegnazione ottimale delle operazioni aeroportuali e minimizzare i tempi di attesa per il decollo e l’atterraggio, con l’ottimizzazione dei percorsi di rullaggio. O simulazioni per le operazioni speciali, come quelle di de-icing. «Possiamo riprodurre la formazione del ghiaccio e sperimentare i metodi migliori per eliminarlo», dice de Gioia. Insomma, la simulazione gioca un ruolo sempre più importante nella gestione degli aerodromi, offrendo anche ai progettisti e agli ingegneri un modo per testare e valutare diversi design in modo sicuro ed efficiente. «Simulare il movimento degli aeromobili a terra, compresi i decolli, gli atterraggi, il rullaggio e la fase di sosta al suolo può essere utile per identificare potenziali scenari operativi e di cantiere, colli di bottiglia e aree di congestione, nonché per comprendere l’impatto ambientale sulle comunità circostanti», spiega de Gioia. Non meno importante l’utilizzo della simulazione per valutare anche l’efficacia dei sistemi luminosi aeronautici, al fine di garantire che piste e altre infrastrutture aeroportuali siano sempre ben visibili ai piloti ma senza produrre un impatto sull’avifauna e sull’ambiente».