Modelling weather risk preferences with multi‐criteria decision analysis for an aerospace vehicle launch

Abstract

Decision‐making under weather uncertainty is a challenge in several fields. When the decision process involves many stakeholders, frequently with different interpretations of the meteorological information, the process is even more complex. This work provides a quantitative decision model with a new index (called the weather decision index, WDI) to support the stakeholders in making real‐world choices according to their preferences regarding the uncertainty of weather information. The integrated model combines several methods such as problem structuring, multi‐criteria analysis, scenario planning and probabilistic weather forecast techniques. As a demonstration, the model was applied in the sounding rocket launch mission in the Brazilian Space Programme. The WDI captured stakeholders' behaviour related to three meteorological information attributes (probability, lead‐time and variables) and modelled the most important judgements of the decision maker; low probability or an extended lead‐time depreciates the meteorological information, and weather variables are not considered in the decisions, even with forecasts of extreme events. Modelling with the WDI brings a new perspective in weather‐related decision problems. The choice of alternatives no longer depends on a necessarily simplified optimization analysis, but rather on the decision maker's preferences about the possibly nonlinear trade‐offs between forecast reliability and lead‐time. The findings also increase understanding of the forecast decision maker's preferences and how to improve weather risk communication. The WDI provides a starting point for several applications, including early warning systems or climate change adaptation, for which reliable uncertainty estimates are accessible.

Aplicações da meteorologia nas operações de lançamento de foguetes: uma visão geral da estruturação do problema ao processo decisório

“…Por outro lado, apesar da capacidade dos modelos numéricos de previsão de tempo terem desenvolvido significativamente nos últimos anos, a aplicação de ferramentas de análise de decisão em condições de incerteza meteorológicas ainda é pouco explorada no setor aeroespacial. Além disso, de acordo com alguns trabalhos [3,15,17], ainda existem diversos outros fatores que não foram incorporados nos procedimentos operacionais de "go/no go" nos centros de lançamentos brasileiros, como exemplo a previsão numérica da dispersão dos gases dos foguetes ou o prognóstico de clima espacial (para lançamento de satélites).…”

“…Como abordado em [3], o desafio do processo decisório nas operações de lançamento de foguetes sob incerteza meteorológica está em desenvolver um modelo capaz de representar as interpretações dos diferentes atores em relação ao processo decisório utilizando informações de previsão de tempo probabilísticas. Ou seja, considerando os custos e os impactos envolvidos no setor aeroespacial, um sistema de apoio a decisão nos lançamentos requer uma abordagem específica para o uso da informação ambiental nas missões.…”

“…A meteorologia e as condições ambientais são fundamentais para as operações de lançamentos de veículos aeroespaciais, como foguetes de sondagens e/ou lançadores de satélites [3,17]. Entretanto, a tomada de decisão em lançar (go) ou não lançar (no go) pode ser extremamente complexa, dependendo do objetivo da missão, das condições ambientais e da incerteza da informação meteorológica.…”

Application of topsis, mairca and EAMR methods for multi-criteria decision making in cubic boron nitride grinding

“…Multi-criteria decision making (MCDM) problem is used to find the best alternative among many different alter-natives. It is widely applied in medicine [1,2], business [3,4], rescue operations [5], weather forecasting [6,7], etc. Recently, this problem has been used for mechanical machining processes.…”

Decision Criteria for the Development of Stormwater Management Systems in Poland

“…In addition, as noted by Zawilski et al [27], all aspects of stormwater management are interrelated and affect each other, which can cause local conflicts. An important problem is also the need to make decisions in the face of weather uncertainty [28]. This results in a need to determine and analyse all criteria that could affect the legitimacy of utilising the possible stormwater management system solutions, including nature-based solutions, and to select a tool that can enable them to be compared objectively in light of these criteria.…”