AG-Monien

Projektgruppe AIR

Optimierung von Planungsprozessen im Flugverkehr

PG-AIR AG-Monien

Prozess der Flugplanung

FleetAssignment

AircraftRotation

CrewScheduling

NetworkDesign

MarketModeling

RevenueManagement

Air TrafficControl

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Thema der Projektgruppe

Fleet Assignment auf Basisdes Connection Network.

Basierend auf dem Connection-Network, da bisherige Modelle keine Connection-abhängigen Bodenzeiten berücksichtigen können.

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Architektur

Objekte / Datenstruktur

en

Einlesen

Daten

Modellaufbau

Preprocessing

Concert

Regler

CPLEX

Löser

Ausgabe

Auswertung

Konfigurator

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Modellaufbau

Basis für die Problemmodellierung: Connection-Network

FRA

Arrival

Departure

340319

340 319, 340

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Zyklische und nicht-zyklischen Planungsperioden

Bei zyklischer Planung:Rückwärtskanten möglich

FRAArrival

Departure

Bei nicht-zyklischer Planung:Quelle und Senke

Quelle

Senke

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Basismodell

F = Menge aller Flotten xji

Ef = Menge aller Connections für die Flotte f FCf = Flugzeuganzahl der Flotte f F

1, falls Legs i und j von der Flotte f nacheinander geflogen werden

0 sonst

(Leg i wird von der Flotte f geflogen xfij = 1, wobei (i,j) Ef)

j

revfij = Profit für die Connection (i,j) Ef

costfij = Kosten für die Connection (i,j) Ef

Wobei Profit/Kosten für die Connections (i,j) Ef = Profit/Kosten für das Leg i,

geflogen von der Flotte f (für alle j mit (i,j) Ef)

xfij

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Basismodell – zyklisch

Für jede Connection xfij definiert man pf

ij N.Diese Variable gibt die Anzahl der Schnitte mit der Periodengrenze an.

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Basismodell – nicht-zyklisch

Zusätzliche Kontrolle der Flottenkapazität in Quelle (oder Senke).

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Erweiterungen

Realisierung verschiedener Modellerweiterungen mit folgenden Schwerpunkten:

Modifizierung der Planungsperiode

Einbeziehung von Gewichtungs- und

Strafkosten

Globale Beschränkungen

Berücksichtigung von initialen Lösungen

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Planungsperiode

Variable Planungsperiodenlänge

Das Modell basiert auf periodischer zeitlicher Planung.

Einstellen der Periodenlänge durch Angabe im Konfigurationsfile

Modell arbeitet auf Minutenbasis Standardperiodenlänge: 1 Woche (10080 Min)

FRA

0 10080

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Variable Gewichtung von (Leg-)Kosten und (Leg-)Erlösen in der Zielfunktion

- Gewichtungsfaktor für Erlöse - Gewichtungsfaktor für Kosten Anpassung der Zielfunktion

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Connection-Kosten und geänderte Mindestbodenzeiten

Möglichkeit zusätzliche Informationen für bestimmte Connections zu berücksichtigen:Für eine Connection zwischen zwei bestimmten LegsFür alle Connections zwischen Legs mit bestimmten

Typ (z.B. interkontinental kontinental)

Berücksichtigung von:eventuell vorhandenen zusätzlichen „Connection-

Kosten“eventuell geänderten Mindestbodenzeiten einzelner

Connections oder Connectionsgruppeneventuellem Verbieten bestimmter Connections

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Explizite Kostenobergrenze

Zusätzliche Restriktion:

(M = explizite Kostenobergrenze)

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Berücksichtigung von Fixkosten für Flugzeuge

Fixf – Fixkosten für ein Flugzeug der Flotte f

Nicht-Zyklisch

Zyklisch:

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Explizite Obergrenze für die Gesamtflugzeuganzahl

TotalCap –maximale Gesamtflugzeuganzahl

Zyklisch

Nicht-zyklisch

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Beschränkung der Blockstunden für ausgewählte Flotten

dfij – Anzahl der Blockstunden (reine Flugzeit)

für die Connection xfij (also, für

das Leg i)Hf – maximale Anzahl der Blockstunden für

die Flotte fF

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Beschränkung der Änderungen bezüglich der Vorgabelösung

Die Gesamtanzahl der geflogenen Legs ist immer konstant.

Sei mod fij – Anzahl der potenziellen Änderungen, falls Leg i

in der neuen Lösung geflogen wird (j mit (i,j)Ef). Also

Für ein zusammengesetztes Superleg i:N -> Anzahl der in Superleg i zusammengefassten

Legs, die in dermodf

ij Vorgabelösung NICHT von der Flotte f geflogen werden

0, falls alle Legs in i in der Vorgabelösung von der Flotte f geflogen werden

Für ein „normales“ Leg i:1, falls Leg i in der Vorgabelösung NICHT von der

modf

ij Flotte f geflogen wird

0 sonst.

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Beschränkung durch StrafkostenChangecost = Strafkosten für eine Änderung

Beschränkung der Änderungen bezüglich der Vorgabelösung

Explizite Beschränkung Change = maximal erlaubte Anzahl der Änderungen

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Zusammenfassung:Modellaufbau

Als Basis für die Problemmodellierung wurde das Connection-Network verwendet.

Dabei wurde folgende Erweiterungen berücksichtigt : Variable Planungsperiodenlänge Unterstützung von zyklischen und nicht-zyklischen Planungsperioden Variable Gewichtung von Kosten und Erlösen in der Zielfunktion Berücksichtigung von eventuell vorhandenen „Connection-Kosten“ und

gegenüber der Eingabe geänderten Mindestbodenzeiten einzelner Connections

Explizite Kostenobergrenze Berücksichtigung von Fixkosten für Flugzeuge Explizite Obergrenze für die Gesamtflugzeuganzahl Beschränkung der Blockstunden für ausgewählte Flotten Beschränkung der Änderungen bezüglich der Vorgabelösung,

sowohl explizit als auch durch Strafkosten

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Nun folgt Teil 2:

Preprocessing &Ergebnisse