Airline scheduling to minimize operational costs and variability
Operasyonel maliyetleri ve değişkenliği enazlayan havayolu çizelgeleme
- Tez No: 682624
- Danışmanlar: PROF. MEHMET SELİM AKTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Havayolları, uçuş çizelgelerini geliştirirken öncelikle operasyonel maliyetlerin enazlanmasını amaçlar. Ancak uçuş iptallerinden kaynaklanan yüksek fırsat maliyetleri ve uzun rötarların yolcu memnuniyetsizliğine yol açması sebebiyle, beklenmedik aksaklıklara karşı operasyona devam edebilmek de havayolu şirketleri için önem taşımalıdır. Dirençli havayolu çizelgeleme, aksaklıklara adapte olup operasyona devam edebilen uçuş çizelgeleri geliştirmeyi hedefler. Bu çalışma dirençli havayolu çizelgeleme, uçak rotalama ve filo atama problemlerini bütünleşik bir yaklaşımla ele almakta, belirsiz seyir dışı süreler ile kontrol edilebilir seyir süreleri varsaymaktadır. Uçuş rötar olasılıklarını tahmin etmek için veri tabanlı bir metot önerilmiş, havalimanı yoğunluk katsayıları hesaplanmış ve katsayılar seyir dışı sürelere ait rassal değişkenlerin olasılık dağılımlarında kullanılmıştır. Problem iki amaçlı karma tamsayılı doğrusal olmayan şans kısıtlı bir matematiksel model ile formüle edilmiştir. Birinci amaç fonksiyonundaki yakıt tüketimi ve CO2 emisyonunun yarattığı doğrusalsızlık, ikinci derece konik eşitsizlikler ile ele alınmıştır. İkinci amaç fonksiyonunda ise uçak rota değişkenliklerinin ortalamadan mutlak sapması enazlanmıştır. Epsilon-kısıt yöntemiyle problem skalarize edilmiş ve ticari çözücüler kullanarak çözülebilir hale getirilmiştir. Büyük ölçekli problemleri makul zamanlarda çözebilmek için bir algoritma geliştirilmiştir. Farklı aksaklık senaryoları üretilerek yapılan ikincil analizde, önerilen uçuş çizelgeleri ile en az maliyetli uçuş çizelgeleri onarım performansı açısından kıyaslanmıştır. Havayolu şirketlerinin çizelgeleme aşamasında dirençli çizelgeler elde edebilmek için kabul edilebilir sınırlar altında en az maliyetten uzaklaşmasının, beklenmedik aksaklıklarda onarım maliyetlerini önemli ölçüde azaltabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Airlines tend to design their flights schedules with the primary concern of the minimization of operational costs. However, the recently emerging idea of resilient scheduling defined as staying operational in case of unexpected disruptions and adaptability should be of great importance for airlines as well due to the high opportunity costs caused by the flight cancellations and passenger inconvenience caused by delays in the schedule. In this study, we integrate resilient airline schedule design, aircraft routing and fleet assignment problems with uncertain non-cruise times and controllable cruise times. We follow a data-driven method to estimate flight delay probabilities to calculate the airport congestion coefficients required for the probability distributions of non-cruise time random variables. We formulate the problem as a bi-criteria nonlinear mixed integer mathematical model with chance constraints. The nonlinearity caused by the fuel consumption and CO2 emission function associated with the controllable cruise times in our first objective is handled by second order conic inequalities. We minimize the total absolute deviation of the aircraft path variabilities from the average in our second objective to generate balanced schedules in terms of resilience. We follow an epsilon-constraint approach to scalarize and solve our problem via commercial solvers and we also devise a discretized approximation and search algorithm to solve large instances. We compare the recovery performances of our proposed schedules to the minimum cost schedules by a scenario-based posterior analysis. As a key contribution, we show that in the schedule generation phase, designing resilient schedules by allowing them to deviate from the minimum cost within the trade-off between the operational costs and the variability, the potential recovery costs in case of unexpected disruptions can be reduced significantly.
Benzer Tezler
- Büyük ölçekli havayolu ekip eşleme problemlerinin çözümü için bir kolon türetme stratejisi
A column generation strategy for large scale airline crew pairing problems
BAHADIR ZEREN
Doktora
Türkçe
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Aircraft parking optimization using genetic algorithm
Genetik algoritma kullanarak uçak park yeri optimizasyonu
BURAK GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ETİ MİZRAHİ
- Havalimanlarında sis hadisesinin CAT kategorileri temelinde incelenmesi ve yeni bir yaklaşım olarak rüyetografların geliştirilerek uygulanması
Investigation of fog in airports based on CAT categories and the development and application of visionographs as a novel approach
OSMAN TEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURAN ŞAHİN
- Long term airline fleet utilization and heavy check planning problem
Havayolu filo kullanım ve büyük bakım planlama problemi
FEYZA BULAK BİLGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN GÜREL