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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2011.tde-29082011-112817
Document
Author
Full name
Daniel Jorge Caetano
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2011
Supervisor
Committee
Gualda, Nicolau Dionísio Fares (President)
Brinati, Marco Antônio
Cunha, Cláudio Barbieri da
Leal, José Eugênio
Silva, Gustavo Peixoto
Title in Portuguese
Modelagem integrada para a programação de voos e a alocação de frotas: abordagens baseadas em programação linear inteira e na meta-heurística colônia de formigas.
Keywords in Portuguese
Heurística
Pesquisa operacional
Programação linear
Transporte aéreo
Abstract in Portuguese
Este trabalho propõe modelos matemáticos e heurísticas para a definição da malha de voos de uma empresa aérea, como parte de seu planejamento operacional, visando à maior eficiência de operação frente às restrições relacionadas aos aeroportos, a equipamentos e à demanda. Em especial, é proposta uma função objetivo, baseada no momento de transporte, para a modelagem integrada dos problemas de Programação de Voos e Alocação de Frotas que inclui elementos específicos para a consideração de slots de pouso e decolagem. A abordagem tem aplicação especialmente relevante no âmbito de empresas aéreas de pequeno e médio porte atuando em mercados regionais, cuja malha é composta principalmente por voos de curta duração, em geral operando com aeronaves de pequeno e médio porte. Nestas condições, tais empresas trabalham com margens de lucro limitadas e, portanto, podem-se beneficiar sensivelmente da definição de uma malha mais eficiente e eficaz. Os modelos desenvolvidos, baseados em programação linear inteira e na meta-heurística Ant Colony Optimization, foram aplicados com sucesso ao caso de uma empresa aérea regional, com atuação no mercado brasileiro, possibilitando a definição de malhas alternativas, bem como fornecendo subsídos para a avaliação dos impactos na malha oriundos da utilização de novas aeronaves.
Title in English
An integrated model for flight scheduling and fleet assignment based on integer linear programming and on ant colony meta-heuristic.
Keywords in English
Air transport
Heuristic
Linear programming
Operations research
Abstract in English
This research proposes mathematical models and heuristics to define the flight mesh of an airline, as part of its operational planning, considering restrictions related to airports, equipment and demand. In particular, an objective function is formulated, based on transport momentum, proposed for the integrated modeling of Flight Scheduling and Fleet Assignment problems that includes specific elements to consider landing and takeoff slots at airports. The approach is especially relevant for small and medium airlines operating in regional markets, with short-haul flights, in general operating with small or medium size aircraft. Accordingly, these companies work with limited profit margins, and, therefore, they can take great benefit from a more efficient and effective flight mesh. The models proposed, based on integer linear programming and on the Ant Colony Optimization meta-heuristic, were successfully applied to the case of a regional airline with operations in Brazil, enabling the definition of mesh alternatives as well as providing information for the assessment of impacts in its flight network arising from the utilization of new aircraft.
 
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Publishing Date
2011-09-05
 
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