Dimitris Bertsimas1, Shubham Gupta2
1Sloan School of Management and Operations Research Center, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139
2Operations Research Center , Massachusetts Institute of Technology , Cambridge, Massachusetts, 02139
Tóm tắt
Quản lý dòng chảy không khí (ATFM) cố gắng duy trì một dòng chảy an toàn và hiệu quả của các máy bay trong bối cảnh thiếu hụt công suất so với nhu cầu, đồng thời đảm bảo phân phối đúng đắn về thời gian trì hoãn giữa các bên liên quan. Đã có rất nhiều nghiên cứu đề cập đến các hiệu ứng mạng (chẳng hạn như sự hiện diện của nhiều sân bay, khu vực, và các yêu cầu kết nối) trong ATFM, nhưng chưa có nghiên cứu nào tích cực kết hợp việc phân phối đúng đắn về thời gian trì hoãn, cũng như công việc về phân phối trì hoãn công bằng trong bối cảnh một sân bay duy nhất, chẳng hạn như ration-by-schedule (RBS) như đã được giới thiệu dưới chế độ ra quyết định hợp tác. Trong bài báo này, chúng tôi phát triển một phương pháp hai giai đoạn cho ATFM mạng, tích hợp sự công bằng và hợp tác giữa các hãng hàng không. Ở Giai đoạn 1, chúng tôi đề xuất một mô hình tối ưu hóa rời rạc nhằm tích hợp sự phân phối công bằng về thời gian trì hoãn giữa các hãng hàng không bằng cách đưa ra khái niệm về sự công bằng trong các mô hình ATFM mạng—kiểm soát số lượng đảo ngược và tổng số lượng vượt, điều này là một tổng quát tự nhiên của RBS. Đối với hai chuyến bay f và f′, một đảo ngược xảy ra khi chuyến bay f′ đến trước chuyến bay f, khi f được lên lịch đến trước f′. Trong trường hợp có một đảo ngược xảy ra, số khoảng thời gian giữa các thời điểm đến sẽ cấu thành việc vượt. Ở Giai đoạn 2, chúng tôi cho phép sự hợp tác giữa các hãng hàng không bằng cách đề xuất một mô hình mạng cho việc phân bổ lại slot. Chúng tôi cung cấp nhiều kết quả thực nghiệm phong phú về các mô hình tối ưu hóa đã đề xuất trên các tập dữ liệu thực tế quy mô quốc gia trải dài trong sáu ngày, cho thấy những đổi chác thú vị giữa sự công bằng và hiệu quả. Chúng tôi báo cáo thời gian tính toán dưới 30 phút cho tối đa 25 sân bay và cung cấp bằng chứng lý thuyết làm rõ sức mạnh của phương pháp của chúng tôi.
