USO DA PROGRAMAÇÃO LINEAR INTEIRA COMO

FERRAMENTA DE PLANEJAMENTO NO GERENCIAMENTO DE

TRÁFEGO AÉREOJoão Luiz de Castro FortesDaniel Alberto Pamplona

Carlos Müller

Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITADivisão de Engenharia Civil

Grupo de Engenharia de Tráfego Aéreo – GETA

XII Simpósio de Transporte Aéreo - SITRAER

Roteiro

• Introdução• Objetivo• Metodologia• Resultados• Considerações Finais• Referências

Introdução

• Crescimento acentuado do transporte aéreo nos últimos

• 2009 e 2010 – um crescimento de 16%

•Maior solicitação da infraestrutura disponível: • Pistas • Terminais • Pátios• entre outros, o Espaço Aéreo

• Atrasos e cancelamentos

Introdução

Fonte: ANAC (2013)

Objetivo

• Utiliza um modelo de programação linear inteira como ferramenta para a otimização na aplicação das medidas de controle de gerenciamento de fluxo de tráfego aéreo (ATFM) como a espera em solo (ground-holding), espera no ar (air-holding) ou mesmo o cancelamento do voo

• O estudo aplica a modelagem, considerando 3 cenários com a variação brusca de capacidade, para 1 dia de operações nos 19 aeroportos de maior movimento no Brasil

• A modelagem está sendo desenvolvida através do programa de otimização AIMMS 3.14 com o solver CPLEX 12.6

• Modelagem de Vranas, Bertsimas e Odoni (1994)

• Utilização da programação linear inteira

Metodologia

• F.O.- Minimizar os custos provocados pelo Ground-Holding e Air-

Holding e Cancelamentos

• S.A. - Capacidade de Pouso- Capacidade de Decolagem- Existência do voo- Restrição de Voos Continuados- Restrição do tamanho da viagem

Metodologia

Períodos de ground holding Períodos de air holding

Variável de Cancelamento

Sujeito a:

Restrições de Capacidade

Variável Binária

Restrições de Existência

Sujeito a:

Restrições de Voos Continuados

Restrição de Tamanho da Viagem

Dados utilizados

• Movimentação 1 dia completo – Base VRA (ANAC)

• 19 aeroportos

• 3167 voos (90 % dos voos)

• 791 voos continuados (25 % dos voos)

• 374 cancelamentos

• CAH ~ 3,86 CGH (Geisinger, 1986)

Capacidade

Font

e: M

ckin

sey

(201

0)

Capacidade

Font

e: IN

FRAE

RO(2

013)

Resultados

• Cenário 1 : 100% capacidade

• Cenário 2: 50% capacidade em 4 aeroportos• SBGR, SBGL, SBKP, SBBR• 9:00 – 11:00 e 16:00 -18:00

• Cenário 3: similar ao cenário 2 com 0% da capacidade

Considerações Finais

• O gerenciamento de tráfego no nível estratégico é importante para que as oscilações na capacidade causem o mínimo de efeitos na malha aérea

• Este trabalho mostrou como uma modelagem utilizando a programação linear inteira pode servir como ferramenta de planejamento para os entes envolvidos no sistema de tráfego aéreo

• Com a utilização da ferramenta, os efeitos criados por variações de capacidade das pistas de pouso e decolagem, conhecidos com certa antecipação, podem ser minimizados

Referências• Agência Nacional de Aviação Civil – ANAC (2013) Anuário Estatístico do Transporte Aéreo. Dados Estatísticos e

Econômicos de 2012. Brasília.

• Agência Nacional de Aviação Civil – ANAC. Histórico de Voos. Disponível em http://www2.anac.gov.br/vra/. Último acesso em 23 março de 2013.

• Bertsimas, D.; Patterson,S.S. The Air Traffic Flow Management Problem with Enroute Capacities. Operations Research. Vol. 46, pag 406-422. (1998)

• Bertsimas, D.; Lulli,G.; Odoni, A. An Integer Optimization Approach to Large-Scale Air Traffic Flow Management. Operations Research. Vol. 59, pag 221-227. (2011)

• DECEA, Departamento de Controle do Espaço Aéreo. ICA 100-22 – Serviço de Gerenciamento de Fluxo de Tráfego Aéreo. Brasília: DECEA, 2010.

• DECEA, Departamento de Controle do Espaço Aéreo. Disponível em http://www.decea.gov.br/espaco-aereo/gerenciamento-de-trafego-aereo. Último acesso em 23 de março de 2013.

• Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária – INFRAERO (2013). Anuário Estatístico Operacional 2012. Brasilía.

• Geisinger, K. (1989). Airline delay: 1976-1986. Technical Report FAA-APO-88-13. Federal Aviation Administration. Washington, DC.

• Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária – INFRAERO. Estatísticas.

• Disponível em: < http://www.infraero.gov.br >. Acesso em: 23 março 2013.

Referências• McKinsey & Company (2010). Estudo do setor de transporte aéreo do Brasil. Banco Nacional de Desenvolvimento

Econômico e Social.

• Odoni, A. R. (1987). The flow management problem in air traffic control. NATO Advanced Research Workshop on Flow Control, Capri, Italy

• Odoni, A.R.; de Neufville, R. (2013) Airport Systems: Planning, Design and Management. Editora McGrawHill.

• Odoni, A.R., Hansman, J. (2009). The Global Airline Industry Edição por Peter Belobaba, Amedeo Odoni e Cynthia Barnhart. Editora John Wiley & Sons.

• Rizzi, J.; Müller, C. Um Algoritmo de Auxílio para o Problema de Gerenciamento de Fluxo de Tráfego Aéreo. XVI Congresso Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes, 2002, Natal. Anais XVI Congresso Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes, 2002.

• Terrab, M.; Odoni, A. Strategic Flow Management for Air Traffic Control. Operations Research. Vol. 41, pag 138-152. (1993)

• Vranas, P.; Bertsimas, D.; Odoni; A. (1994) The multi-airport Ground-holding Problem in Air Traffic. Operations Research. Vol. 42, pag 249-260.