Hava trafik akışında gecikmeleri enküçükleyen iki aşamalı çözüm yaklaşımı

Abstract

Bu çalışma kapsamında serbest rotalı hava sahalarındaki uçuş operasyonlarında meydana gelebilecek çakışmaların çözümlerinden kaynaklanan gecikmeler ile çözüm manevralarının neden olduğu yakıt sarfiyatının en küçüklenmesine yönelik iki aşamalı bir çözüm yaklaşımı ortaya konmuştur. Bu yaklaşım ile hava trafik yönetiminde uçuşların çevrim içi stratejik kontrolü aşamasında kullanılabilecek bir karar destek sistemine matematiksel bir temel sağlanması amaçlanmaktadır. Çözüm yönteminin ilk aşamasındaki matematiksel model uçakların çakışmalardan kaynaklı gecikmeleri en küçüklenmek için mevcut sektör giriş noktalarının her iki yanına alternatif giriş noktası açılarak uçakların en uygun giriş noktasından sektöre giriş yapmaları sağlanmaktadır. İkinci aşamada ise gecikme sürelerine uygun ve aynı zamanda çakışmadan kaynaklı ekstra yakıt sarfiyatının da en küçükleneceği bir vektör manevrası önerilmektedir. İlk aşamanın çözümü için GAMS/CPLEX kullanılmış fakat makul bir sürede çözüm elde edilememiştir. Bu durumda problemin çözümü için genetik algoritma ve yasaklı arama algoritması çözüm yöntemi olarak kullanılmıştır. Meta sezgisellerin performansının ölçülmesi için küçük ölçekli test problemleri oluşturularak elde edilen sonuçlar GAMS/CPLEX çözücüsünün sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda her iki algoritmanın da kısa süre içerisinde en iyi çözüme yakın sonuçlar ürettiği görülmüştür. Önerilen yaklaşım ile referans duruma göre büyük boyutlu hava sahalarında meydana gelen çakışmadan kaynaklı gecikmelerde yaklaşık %88, gecikmelerden kaynaklı yakıt sarfiyatlarında ise yaklaşık %90 oranlarında iyileşmeler yapmıştır.