空中网格恢复问题的混合数学启发式模型

Fábio Emanuel De Souza Morais, Nicolau Dionísio Fares Gualda, D. Caetano
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摘要

当风暴、机场关闭和计划外的飞机维护等意外事件导致航班延误和/或取消,使飞机无法遵守原定时间表时,就会出现空气网恢复问题。这项工作首先介绍了一个用于恢复航空公司编程的数学模型。由于问题的NP难性质,数学模型无法解决大型实例。这种情况导致了由两个模型组成的数学启发式的发展:一个具有混合整数规划的网络流模型,以生成具有最低取消次数和航班延误次数的新规划;以及整数线性规划模型,以最小化与原始规划的飞行相关联的飞机变化。介绍了启发式算法在多达470次飞行的实例中的应用,对于这些实例,在不到一分钟的处理时间内获得的解小于最优解的0.5%,这使我们能够得出结论,启发式算法适用于相当大的实际情况。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Modelo e heurística matemática híbrida para o problema da recuperação de malha aérea
O problema de recuperação de malha aérea surge quando eventos inesperados como tempestades, fechamento de aeroportos e manutenção não programada de aeronaves provocam atrasos e/ou cancelamento de voos, inviabilizando o cumprimento da programação original da aeronave. Este trabalho inicia pela apresentação de um modelo matemático para a recuperação da programação de uma empresa aérea. Devido à natureza NP-Hard do problema, o modelo matemático não é capaz de resolver grandes instâncias. Tal circunstância levou ao desenvolvimento de uma heurística matemática composta por dois modelos: um modelo de fluxo em rede com programação inteira mista para gerar uma nova programação com o menor número de cancelamentos e atrasos de voos; e um modelo de programação linear inteira para minimizar as trocas de aeronaves associadas aos voos com relação à programação original. São apresentadas aplicações da heurística a instâncias com até 470 voos, para as quais se obtém, em menos de um minuto de processamento, soluções que distam menos de 0,5% das soluções ótimas, o que permite concluir que a heurística se qualifica para aplicações em casos reais de magnitude considerável.
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