ATM ve Kompleksite Kavramı

ATM ve ATS sistemleri, HMS (human-machine system) ya da HITL (Human in the loop) olarak konumlandırılmaktadır. Operasyonun nihai sorumluluğunu taşıyan front-line personel ATCO açısından ele alındığında ise hava trafik kontrol hizmeti, bilişsel yetenek seti ağırlıklı kompleks bir iş olarak nitelendirilmektedir. 

Farklı editörler tarafından “human in the loop” ve “human machine system” terimleri ATS ve ATM sistemler için sıklıkla refere edilmektedir. “HITL” daha çok operatörün makineler ve yapay zekâyı asiste ettiği ve gelişmesine yardımcı olduğu bağlamı vurgularken, “HMS” ise makine, “yapay zekâ” ve operatörün bir takım halinde çalıştığı sosyo-teknik yapıya işaret eder. Her iki terimin birbirinin anlamını çağrıştıran kullanımlar da söz konusudur.

Havacılık ve uzay teknolojileri, nükleer enerji, petro-kimya endüstrisi gibi hizmet kolları ATM ile benzer şekilde "safety-critical" olarak sınıflandırılır. "Safety-critical" olarak tasvir edilen sistemlerin çoğunda acil durum senaryoları düşünüldüğünde operasyonu durdurma ya da “backup” amaçlı bir “panik butonu” kavrayışı yer almasına rağmen ATC kapsamında böyle bir enstrüman bulunmaması ve 7/24 ikame etme zorunluluğu farklı bir paradigma gelişimini zaruri kılmaktadır. Aşağıdaki tabloda da görülebileceği gibi ATM ve ATS; belirsizlik durumları ve kompleksite açısından bahsi geçen endüstrilerden daha farklı bir düzlemde irdelenebilir. Zira herhangi bir geri sayım sürecinin olmaması, operasyonu durdurma işlevi gören bir panik butonu bulunmaması ya da “trial and error” benzeri yaklaşımları ihtiva etmemesinden ötürü önemli farklılıklar sergiler.

Faktör	Tanım
İnsan Faktörleri	Kontrolörler trafiği gerçek zamanlı olarak yönetirler. Nihai karar alıcılar ve uygulayıcılardır. Acil durumlar için trafiği anlık olarak durdurabilecek “shutdown” ya da “stop” fonksiyonu barındıran araçlara sahip değildirler.
Yaşanabilecek benzersiz hadiseler	Hava durumunun ani değişimleri gibi fenomenler, dinamik trafik akışıyla birleşince daha önce deneyimlenmemiş, yüksek kompleksite barındıran çok sayıda senaryo ortaya çıkabilir.
Zaman baskısı	Kritik durumlarda belirli zaman dilimleri içerisinde yapılması gereken işler bulunmaktadır. Örneğin kabin basıncı problemi yaşayan bir trafik hızla güvenli irtifaya alçalırken, kontrolör de kısıtlı bir zaman dilimi içerisinde çevredeki trafiklerden gerekli ayırmaları sağlayarak acil durum yaşayan trafiği asiste etmektedir.

ATM sistemlerin; HITL, HMS ve safety-critical komponentlere sahip olması operasyonel manada kompleksite seviyesine de işaret eder. Peki  kompleksite nedir?

Kompleksite; sözcük anlamı olarak ayrım yapabilmenin, analiz edebilmenin ve çözüm üretebilmenin zorluğundan bahsedebilmek için kullanılan bir kelimedir. Kompleks ve komplike terimlerinden ayırdına varabilmek için Cilliers (1998) in düşüncelerine başvurulabilir. Eğer ki bir sistem çok sayıda parça ve elementten oluşuyorsa komplike olarak adlandırılır (Jumbo jet gibi). Kompleks sistem ise elementler arasında analiz yapabilmenin ve çözüm üretebilmenin zorlaştığı, lineer olmayan dinamik ilişkiler ve değişimler içerir. Bu manada insan beyni kompleks bir sistem olarak tanımlanır. Woods (1998), kompleks sistemleri tanımlamak için yüksek risk, dinamik ortam, belirsizlik ve çok sayıda ilintili değişkenler olmak üzere dört unsurlardan söz eder. Benzer şekilde bahsi geçen karakteristik özellikler hesaba katıldığında hava trafik kontrol hizmeti de kompleks bir sistem olarak kategorize edilir.

ATM sistemleri, devasa bir network içerisinde yer alan havalimanları ve hava sahaları ile günlük olarak binlerce trafiğin emniyetli ve verimli bir şekilde uçuşlarını tamamlamasını asiste etmektedir. Ancak günden güne artan talep ve hava sahası kullanıcılarındaki artış, kapasite kullanımının ötesine geçen ve halihazırda yoğun olarak kullanılan ATM sistemlerinin darboğaz yaşamasına ve belirgin bir doygunluğa ulaşmasına yol açmaktadır. Mevcut kapasiteyi yükseltebilmek için otomasyon ve yapay zekâ ağırlıklı bir dizi ATM odaklı çalışma ve proje devrede olsa da ATM sistemlerinin ihtiva ettiği kompleksite farklı problemleri de beraberinde getirmektedir. Kompleksite kavramı geniş bir anlama sahip olmakla birlikte, çok sayıda parametre ve değişken de içerdiği için evrensel bir tanımlamadan ziyade daha çok indirgemeci bir yaklaşımla fonksiyonel amaçlar için özelleştirilerek kullanılmaktadır. Örneğin sektör içerisindeki hava sahasının kompleksitesi; ilgili hava meydanlarına, dikey hareket eden hava araçlarına ya da saatlik trafik sayısına göre bir hesaplama ima edebileceği gibi kontrolör iş yüküne etkileri açısında da ele alınabilir. Teorik olarak artan trafik sayısı kompleksite seviyesiyle korelasyon gösterir. Ancak trafik sayısının belirgin olarak değişmediği kontrol gruplarında da hava durumu değişimleri, belirsizlik senaryoları ya da jeopolitik olaylar (savaşlar, doğal afetler, göçler vs.) gibi değişkenlerin kompleksiteyi arttırdığı senaryolar da gözlemlenebilir.

2001-2022 yılları arasında “hava trafiği kompleksitesi” terimlerini içeren bir dizinleme çalışmasında, hava trafiği kompleksitesinden bahseden yayınlar ve atıfların dağılımı aşağıdaki grafikten takip edilebilir. Her iki senaryoda da ciddi bir yükseliş trendinin gözlemlenmesi, talep-kapasite denklemi özelinde kompleksite kavramının önemini gözler önüne sermektedir. Her ne kadar yapay zekâ ve otomasyon marifetiyle artan talep sübvanse edilmek istense de enformasyon ve bilgi işleme kapasitesini daha iyi yönetebilmek için kompleksitenin daha iyi anlaşılması ve alt bileşenlerinin detaylı çalışılması gerekmektedir.

2001-2022 yılları arasında "hava trafiği kompleksitesi" terimini ihtiva eden yayınlar ve atıfların sayısı.

Kaynaklar: 
* Kuşkaya H.O., Varlık F., ATCO - Teknik Bakış ve Organizasyonel Rehber, Nisan 2023.

*Pérez Moreno, F.; Gómez Comendador, V.F.; Delgado-Aguilera Jurado, R.; Zamarreño Suárez, M.; Antulov-Fantulin, B.; Arnaldo Valdés, R.M. How Has the Concept of Air Traffic Complexity Evolved? Review and Analysis of the State of the Art of Air Traffic Complexity. Appl. Sci. 2024, 14, 3604. (alert-passed)