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Projektgruppe AIR Optimierung von Planungsprozessen im Flugverkehr

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Präsentation zum Thema: "Projektgruppe AIR Optimierung von Planungsprozessen im Flugverkehr"—  Präsentation transkript:

1 Projektgruppe AIR Optimierung von Planungsprozessen im Flugverkehr
AG-Monien Projektgruppe AIR Optimierung von Planungsprozessen im Flugverkehr

2 Prozess der Flugplanung
Air Traffic Control Crew Scheduling Aircraft Rotation Network Design Market Modeling Revenue Management Fleet Assignment PG-AIR

3 Thema der Projektgruppe
Fleet Assignment auf Basis des Connection Network. Basierend auf dem Connection-Network, da bisherige Modelle keine Connection-abhängigen Bodenzeiten berücksichtigen können. PG-AIR

4 Objekte / Datenstrukturen
Architektur Preprocessing Einlesen Daten Objekte / Datenstrukturen Modellaufbau Löser Ausgabe Auswertung Concert Regler CPLEX Konfigurator PG-AIR

5 Modellaufbau Basis für die Problemmodellierung: Connection-Network FRA
Arrival 319 340 FRA Departure 340 319, 340 PG-AIR

6 Zyklische und nicht-zyklischen Planungsperioden
Bei zyklischer Planung: Rückwärtskanten möglich FRA Arrival Departure Bei zyklischer Planung: Rückkante -> Flug über die Periodenlänge. Bei nicht-zyklischer Planung: Quelle und Senke Quelle Senke PG-AIR

7 Basismodell F = Menge aller Flotten xji
Ef = Menge aller Connections für die Flotte f  F Cf = 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 PG-AIR

8 Basismodell – zyklisch
Dieser gibt an, wie oft die Connection die Periodenlänge „schneidet“. Für jede Connection xfij definiert man pfij  N. Diese Variable gibt die Anzahl der Schnitte mit der Periodengrenze an. PG-AIR

9 Basismodell – nicht-zyklisch
Schnitte mit Periodengrenze sind nicht mehr möglich, dadurch fallen dir pfij raus. Beschränkung der Connections durch Flottenkapazität und deren zusätzliche Kontrolle in Quelle und Senke. Zusätzliche Kontrolle der Flottenkapazität in Quelle (oder Senke). PG-AIR

10 Erweiterungen Realisierung verschiedener Modellerweiterungen mit folgenden Schwerpunkten: Modifizierung der Planungsperiode Einbeziehung von Gewichtungs- und Strafkosten Globale Beschränkungen Berücksichtigung von initialen Lösungen PG-AIR

11 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 10080 Planungsperiode PG-AIR

12  - Gewichtungsfaktor für Erlöse  - Gewichtungsfaktor für Kosten
Variable Gewichtung von (Leg-)Kosten und (Leg-)Erlösen in der Zielfunktion  - Gewichtungsfaktor für Erlöse  - Gewichtungsfaktor für Kosten  Anpassung der Zielfunktion Alpha und Beta sind in der Konfigurationsdatei einstellbar. PG-AIR

13 Connection-Kosten und geänderte Mindestbodenzeiten
Möglichkeit zusätzliche Informationen für bestimmte Connections zu berücksichtigen: Für eine Connection zwischen zwei bestimmten Legs Für alle Connections zwischen Legs mit bestimmten Typ (z.B. interkontinental  kontinental) Berücksichtigung von: eventuell vorhandenen zusätzlichen „Connection-Kosten“ eventuell geänderten Mindestbodenzeiten einzelner Connections oder Connectionsgruppen eventuellem Verbieten bestimmter Connections Informationen dazu werden aus dem Optionalen Connection File gelesen PG-AIR

14 Explizite Kostenobergrenze
Zusätzliche Restriktion: (M = explizite Kostenobergrenze) Kostengrenze aus Eingabefile vorgegeben PG-AIR

15 Berücksichtigung von Fixkosten für Flugzeuge
Fixf – Fixkosten für ein Flugzeug der Flotte f Zyklisch: Capacity-Constrain gewichtet mit Fixf in die Zielfunktion übernehmen Nicht-Zyklisch PG-AIR

16 Explizite Obergrenze für die Gesamtflugzeuganzahl
TotalCap –maximale Gesamtflugzeuganzahl Zyklisch FleetCapacity über alle Flotten bilden Nicht-zyklisch PG-AIR

17 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 fF PG-AIR

18 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 Es genügt die Legs zu zählen, die NUR in der neuen Lösung geflogen werden und in der Vorgabelösung 0 waren Für ein „normales“ Leg i: 1, falls Leg i in der Vorgabelösung NICHT von der modfij Flotte f geflogen wird 0 sonst. Für ein zusammengesetztes Superleg i: N -> Anzahl der in Superleg i zusammengefassten Legs, die in der modfij Vorgabelösung NICHT von der Flotte f geflogen werden 0, falls alle Legs in i in der Vorgabelösung von der Flotte f geflogen werden PG-AIR

19 Beschränkung der Änderungen bezüglich der Vorgabelösung
Beschränkung durch Strafkosten Changecost = Strafkosten für eine Änderung Explizite Beschränkung Change = maximal erlaubte Anzahl der Änderungen PG-AIR

20 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 PG-AIR

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Nun folgt Teil 2: Preprocessing & Ergebnisse PG-AIR


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