Operaciones y Gestión de Aviación No Tripulada
Código: 108239Créditos: 6
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Gestión Aeronáutica | OB | 3 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Jose Luis Muñoz Gamarra
- Correo electrónico :
- joseluis.munoz.gamarra@uab.cat
Equipo docente
- Tomás De Urrengoechea Cantavenera
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
No hay ningún prerrequisito para este curso
Objetivos
El objetivo principal de esta asignatura es proporcionar a los estudiantes una comprensión integral de U-space y UTM como marcos digitales de gestión del tráfico destinados a permitir operaciones con aeronaves no tripuladas seguras, escalables y eficientes en el espacio aéreo a baja altitud. La asignatura introduce los fundamentos operacionales, regulatorios, tecnológicos y de seguridad necesarios para diseñar, autorizar, gestionar y evaluar operaciones UAS complejas, con especial énfasis en los servicios U-space europeos, la evaluación del riesgo operacional, la resolución estratégica y táctica de conflictos, la gestión de contingencias y la evaluación del rendimiento. Al finalizar la asignatura, los estudiantes deberían ser capaces de analizar las operaciones UAS desde una perspectiva sistémica y comprender cómo la estructura del espacio aéreo, los servicios digitales, las capacidades de las aeronaves, la regulación y los algoritmos de gestión del tráfico interactúan para dar soporte a las futuras operaciones con drones y de movilidad aérea avanzada.
Resultados de aprendizaje
- CM15 (Realizar mejoras tecnológicas en los sistemas de gestión de empresas e instituciones del sector aeronáutico, generando soluciones innovadoras y eficientes.) Realizar mejoras tecnológicas en los sistemas de gestión de empresas e instituciones del sector aeronáutico, generando soluciones innovadoras y eficientes.
- CM16 (Desarrollar proyectos de despliegue y optimización de sistemas de operación, control y gestión de procesos aeronáuticos, orientados a la eficiencia y la sostenibilidad operativa.) Desarrollar proyectos de despliegue y optimización de sistemas de operación, control y gestión de procesos aeronáuticos, orientados a la eficiencia y la sostenibilidad operativa.
- KM28 (Relacionar los componentes que constituyen un sistema aéreo no tripulado.) Relacionar los componentes que constituyen un sistema aéreo no tripulado.
- KM32 (Relacionar los conceptos fundamentales de la movilidad aérea urbana y sus aplicaciones.) Relacionar los conceptos fundamentales de la movilidad aérea urbana y sus aplicaciones.
- KM33 (Identificar los conceptos fundamentales relacionados con el despliegue de misiones en el contexto U-Space: actores, servicios y legislación aplicable.) Identificar los conceptos fundamentales relacionados con el despliegue de misiones en el contexto U-Space: actores, servicios y legislación aplicable.
- KM35 (Describir los aspectos clave del marco normativo aplicable a la gestión aeronáutica, incluyendo la reglamentación JAR y de la EASA y otros marcos nacionales e internacionales relevantes.) Describir los aspectos clave del marco normativo aplicable a la gestión aeronáutica, incluyendo la reglamentación JAR y de la EASA y otros marcos nacionales e internacionales relevantes.
- SM25 (Utilizar software específico y herramientas informáticas de gestión en la planificación, seguimiento y análisis de resultados de misiones de sistemas aéreos no tripulados (UAS), en particular, en el contexto U-Space.) Utilizar software específico y herramientas informáticas de gestión en la planificación, seguimiento y análisis de resultados de misiones de sistemas aéreos no tripulados (UAS), en particular, en el contexto U-Space.
Contenidos
PART I: FUNDAMENTOS DE U-SPACE Y UTM
- Tema 1: Introducción a U-space y UTM
- Introducción
- Motivación de U-space y UTM
- El crecimiento de las operaciones con aeronaves no tripuladas
- De las operaciones individuales con drones a la gestión del tráfico
- Principales dominios operacionales: movilidad aérea urbana, logística, inspección, respuesta a emergencias y servicios públicos
- U-space como infraestructura digital para la gestión del espacio aéreo a baja altitud
- Visión general del hilo conductor de la asignatura y del enfoque de evaluación
- Tema 2: Aeronaves no tripuladas y capacidades operacionales
- Introducción
- Principales tipos de aeronaves no tripuladas
- Aeronaves multirrotor, de ala fija, híbridas VTOL y eVTOL
- Prestaciones de la aeronave: velocidad, autonomía, alcance, carga útil y altitud
- Enlaces de mando y control
- Capacidades de navegación, vigilancia y comunicación
- Limitaciones operacionales y comportamiento en contingencia
- Relación entre las características de la aeronave, el diseño de la misión y el riesgo operacional
- Tema 3: Operaciones UAS y contexto del espacio aéreo
- Introducción
- Tipos de operaciones UAS: VLOS, EVLOS y BVLOS
- Categorías abierta, específica y certificada
- Espacio aéreo a muy baja altitud e interacción con la aviación convencional
- Zonas geográficas y restricciones operacionales
- Entornos urbanos, rurales, industriales y próximos a aeropuertos
- Restricciones operacionales impuestas por la estructura del espacio aéreo
- El papel del diseño del espacio aéreo para permitir operaciones UAS seguras
- Tema 4: Ecosistema U-space y agentes implicados
- Introducción
- Principales actores del ecosistema U-space
- Operadores UAS y pilotos remotos
- Proveedores de servicios U-space
- Proveedores de servicios de información común
- Proveedores de servicios de navegación aérea y autoridades competentes
- Municipios, servicios de emergencia y gestores de infraestructuras
- Roles, responsabilidades y flujos de información
- Coordinación institucional y operacional en entornos U-space
- Tema 5: Visión internacional de los desarrollos U-space y UTM
- Introducción
- Enfoque europeo de U-space
- Enfoque UTM de los Estados Unidos
- Perspectiva de la OACI sobre UTM
- SESAR, CORUS e iniciativas europeas de investigación
- Desarrollos en movilidad aérea avanzada y movilidad aérea urbana
- Comparación entre enfoques centralizados, federados y basados en servicios
- Lecciones aprendidas de demostraciones internacionales y proyectos piloto
PART II: REGULACIÓN, RIESGO Y AUTORIZACIÓN OPERACIONAL
- Tema 6: Marco regulador europeo para UAS y U-space
- Introducción
- Marco regulador europeo de los UAS
- Regulaciones relacionadas con las operaciones UAS
- Regulaciones relacionadas con el espacio aéreo U-space y sus servicios
- Designación del espacio aéreo U-space
- Certificación y supervisión de los proveedores de servicios U-space
- Relación entre la regulación U-space, ATM y ANS
- Retos reguladores para operaciones UAS escalables
- Tema 7: Preparación de una operación UAS: riesgo operacional y SORA
- Introducción
- Concepto de operaciones
- Riesgo en tierra y riesgo aéreo
- Riesgo inicial y riesgo residual
- Medidas de mitigación
- Barreras estratégicas y tácticas de riesgo
- SAIL y objetivos de seguridad operacional
- El papel de SORA en la categoría específica
- Aplicación práctica de SORA a operaciones BVLOS
- Tema 8: Autorización operacional y paquete de evidencias
- Introducción
- Proceso de autorización operacional
- Manuales operacionales y procedimientos
- Procedimientos normales, anormales y de emergencia
- Competencia de la tripulación y requisitos organizativos
- Evidencias técnicas y documentación de la aeronave
- Evidencias de mando y control
- Planificación de contención, contingencia y respuesta ante emergencias
- De la evaluación del riesgo a la aprobación reguladora
PART III: REPRESENTACIÓN DIGITAL Y SERVICIOS U-SPACE
- Tema 9: Representación digital de misiones UAS
- Introducción
- Conceptos de intención de vuelo y U-plan
- Trayectorias cuatro-dimensionales
- Volúmenes operacionales y ventanas temporales
- Incertidumbre de trayectoria y márgenes operacionales
- Geofencing y geocaging
- Discretización de la misión y ocupación del espacio aéreo
- Impacto de la representación de la misión sobre la capacidad y la seguridad
- Tema 10: Servicios U-space básicos I
- Introducción
- Servicio de identificación de red
- Servicio de geoconsciencia
- Servicio de autorización de vuelo UAS
- Servicio de información de tráfico
- Información de entrada y salida requerida por cada servicio
- Dependencias entre servicios e intercambio de datos
- Ejemplos operacionales de servicios U-space básicos
- Limitaciones y modos de fallo de los servicios básicos
- Tema 11: Servicios U-space básicos y avanzados II
- Introducción
- Servicio de información meteorológica
- Servicio de monitorización de conformidad
- Apoyo al seguimiento y a la vigilancia
- Servicios de información de emergencia
- Apoyo a la detección estratégica de conflictos
- Coordinación entre múltiples proveedores de servicios
- Descubrimiento y sincronización de servicios
- Servicios avanzados para operaciones densas y complejas
-
PART IV: GESTIÓN DEL TRÁFICO, SEGURIDAD Y RENDIMIENTO DEL SISTEMA
- Tema 12: Desconflicción estratégica y equilibrio demanda-capacidad
- Introducción
- Detección estratégica de conflictos
- Mínimas de separación y gestión de conflictos cuatro-dimensional
- Enfoques basados en el orden de llegada
- Enfoques de planificación por lotes
- Retraso, rechazo y aceptación de misiones
- Equilibrio demanda-capacidad en el espacio aéreo U-space
- Eficiencia, equidad y escalabilidad en la planificación estratégica
- Tema 13: Seguridad táctica, monitorización y gestión de contingencias
- Introducción
- Detección táctica de conflictos y alertas
- Conceptos de detección y evitación
- Pérdida de mando y control
- Degradación de la navegación y comportamiento fuera de condiciones nominales
- Reconfiguración dinámica del espacio aéreo
- Procedimientos de aterrizaje de emergencia y retorno a casa
- Interacción con la aviación tripulada y las operaciones de emergencia
- Barreras de seguridad en escenarios nominales y no nominales
- Tema 14: Evaluación, simulación y validación de conceptos U-space
- Introducción
- Por qué los sistemas U-space necesitan una evaluación cuantitativa
- Indicadores de seguridad, capacidad, eficiencia y resiliencia
- Ratio de aceptación de misiones, retraso y ocupación del espacio aéreo
- Indicadores de pérdida de separación, cuasi colisión en vuelo y colisión en vuelo
- Simulación Monte Carlo para eventos de seguridad raros
- Diseño de escenarios y análisis de sensibilidad
- Validación de algoritmos, servicios y conceptos operacionales
- Limitaciones de la evaluación basada en simulación
-
PART V: DESPLIEGUE, RETOS FUTUROS Y PROYECTO INTEGRADO
- Tema 15: Despliegue futuro de U-space y retos de investigación
- Introducción
- Del despliegue inicial de U-space a las operaciones maduras
- Entornos U-space multiproveedor
- Integración con la movilidad aérea urbana y la movilidad aérea avanzada
- Vertipuertos e infraestructura terrestre
- Ciberseguridad, gobernanza de datos y responsabilidad
- Automatización e inteligencia artificial en los servicios U-space
- Aceptación social e impacto ambiental
- Retos abiertos de investigación en U-space y UTM
- Presentación y discusión del proyecto final
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Clase de teoria | 30 | 1,2 | KM28, KM32, KM33, KM35, SM25 |
| Practicas de laboratorio | 10 | 0,4 | CM15, CM16, KM28, KM32, KM33, KM35, SM25 |
| Trabajo autónomo y entregas | 100 | 4 | CM15, CM16, KM28, KM32, KM33, KM35, SM25 |
| Practicas de Aula | 10 | 0,4 | CM15, KM28, KM32, KM33, KM35 |
El planteamiento metodológico general de la asignatura se basa en el principio de la variedad de estrategias docentes, con el objetivo de facilitar la participación activa y la construcción del proceso de aprendizaje por parte del estudiante. En este sentido, se plantearán sesiones magistrales con el grupo completo, así como actividades prácticas y de seguimiento del trabajo del estudiante en grupos reducidos.
Concretamente, las actividades formativas incluidas en esta asignatura son las siguientes:
Clases de teoría
Exposición y discusión de los conceptos fundamentales de la asignatura, con el grupo completo.
Prácticas de aula
Resolución y discusión de ejercicios que permitan reforzar los conceptos teóricos de la asignatura, en grupos de trabajo reducidos.
Trabajo práctico/proyecto
La actividad central de la asignatura consiste en el desarrollo, en equipos de trabajo, de un pequeño proyecto del que, adicionalmente, se deberá redactar una memoria y realizar una presentación oral. Mediante el desarrollo de este proyecto se pretende poner en práctica el método de resolución de problemas propio de la asignatura y, de esta manera, trabajar las competencias asociadas a sus objetivos.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Examen final | 50% | 0 | 0 | CM16, KM28, KM32, KM33, KM35 |
| Práctica de aula | 25% | 0 | 0 | CM15, CM16, KM28, KM32, KM33, KM35, SM25 |
| Prácticas de laboratorio | 25% | 0 | 0 | CM15, CM16, KM28, KM32, KM33, KM35, SM25 |
Esta asignatura no contempla la evaluación única.
La calificación final se calcula mediante la siguiente fórmula, siempre que se obtenga una nota superior a 5 en el examen final:
Calificación final = 0,25 × nota media de las clases prácticas + 0,25 × nota media de los seminarios/prácticas de aula + 0,50 × nota del examen final
El examen final deberá superarse con una nota mínima de 5 para que se puedan aplicar los porcentajes; en caso contrario, la asignatura se considerará suspendida.
Si el estudiante suspende el examen final, es decir, obtiene una nota inferior a 5, deberá presentarse al examen de recuperación, y su calificación final será la nota obtenida en dicho examen. Para aprobar, el estudiante deberá obtener una nota mínima de 5.
El estudiante no superará la asignatura si no cumple todos los requisitos siguientes:
- Asistir, como mínimo, al 40% de las clases de teoría.
- Participar en el proyecto/seminarios de prácticas de aula.
- Participar en todas las clases prácticas o recuperar las sesiones prácticas en las que el estudiante no haya podido participar.
- Realizar el examen final, o bien el examen de recuperación correspondiente.
Matrícula de honor:
Para poder ser propuesto para matrícula de honor, el estudiante deberá obtener una nota mínima de 9 en todas las actividades de la asignatura: seminarios, clases prácticas y exámenes.
Estudiantes repetidores:
Los estudiantes repetidores deberán asistir a las clases prácticas y a los seminarios, y realizar el examen final. La calificación final se calcula mediante la siguiente fórmula:
Nota sobre copias y otras irregularidades
Sin perjuicio de otras medidas disciplinarias que se consideren oportunas, y de acuerdo con la normativa académica vigente, las irregularidades cometidas por un estudiante que puedan conducir a una variación de la calificación se calificarán con un cero (0). Las actividades de evaluación calificadas de esta forma y mediante este procedimiento no serán recuperables. Si es necesario superar cualquiera de estas actividades de evaluación para aprobar la asignatura, esta quedará suspendida directamente, sin posibilidad de recuperarla durante el mismo curso académico. Estas irregularidades incluyen, entre otras:
La copia total o parcial de una práctica, informe o cualquier otra actividad de evaluación;
Permitir que otro estudiante copie;
Presentar un trabajo de grupo que no haya sido realizado íntegramente por los miembros del grupo;
Presentar como propios materiales elaborados por una tercera persona, aunque sean traducciones o adaptaciones, y, en general, presentar trabajos que contengan elementos que no sean originales y exclusivos del estudiante;
Tener accesibles dispositivos de comunicación, como teléfonos móviles, relojes inteligentes, etc., durante pruebas de evaluación teórico-prácticas individuales, como exámenes.
Si la asignatura no se supera porque alguna de las actividades de evaluación no alcanza la nota mínima requerida, la calificación numérica que constará en el expediente académico del estudiante será el valor más bajo entre 4,5 y la media ponderada de las calificaciones.
Como excepciones, se otorgará la calificación de “No evaluable” a los estudiantes que no participen en ninguna de las actividades de evaluación, y la calificación numérica que constará en el expediente académico del estudiante será el valor más bajo entre 3,0 y la media ponderada de las calificaciones si el estudiante ha cometido irregularidades en una actividad de evaluación. En este caso, no será posible superar la asignatura por compensación.
Bibliografía
- CORUS 5 ConOps 1st Edition
- CORUS 5 ConOps 2nd Edition
- CORUS-5 ConOps
- Regulation (EU) 2021/664, Regulation (EU) 2021/665 y Regulation (EU) 2021/666; base UAS necesaria: Regulation (EU) 2019/947 y Regulation (EU) 2019/945.
- SORA 2.5
- ASTM 3548
- ASTM F3411
Software
Phyton
Grupos e idiomas de la asignatura
La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura
| Tipo de docencia | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (TE) Teoría | 11 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | tarde |
| (PAUL) Prácticas de aula | 11 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | tarde |
| (PAUL) Prácticas de aula | 12 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | tarde |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 21 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | tarde |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 22 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | tarde |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 23 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | tarde |