USO DA PROGRAMAÇÃO LINEAR
INTEIRA COMO FERRAMENTA DE
PLANEJAMENTO NO GERENCIAMENTO
DE TRÁFEGO AÉREO
João Luiz de Castro Fortes
Daniel Alberto Pamplona
Carlos Müller
Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA
Divisão 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
Metodologia
• 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
Variável de Cancelamento
Períodos de ground holding
Períodos de air holding
Sujeito a:
Variável Binária
Restrições de Capacidade
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)
Fonte: Mckinsey (2010)
Capacidade
Fonte: INFRAERO(2013)
Capacidade
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/espacoaereo/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.