Air traffic flow management problem with stochastic capacities

Hava trafiği sistemleri ulaşım, lojistik ve ekonomiye dünya çapında önemli katkılar sağlamaktadır. Hem pratikteki önemi hem de sunduğu entelektüel zorluklar ile, hava trafiği akış problemleri geçtiğimiz birkaç on yılda çok fazla çalışılan bir konu olmuştur. Hava trafiği akış problemlerinin amacı, hava trafiği ağındaki akışı kapasite kısıtlarını göz önünde bulundurarak planlamaktır. Bu çalışmada, hava trafiği ağındaki kapasitelerin stokastik olduğu durum incelenmiştir. Problem için hem stokastik çok aşamalı tamsayı hem de stokastik iki aşamalı tamsayı modelleme yaklaşımları önerilmiştir. Hem çok aşamalı hem de iki aşamalı modellerde, hava trafik ağının her bir unsurundaki talep-kapasite dengesizliklerinin ¸cözülmesi hedeflenmektedir. Bunu sağlamak için, belirli bir zaman dilimi içerisinde her uçuşun kalkış zamanlarına ve rotalarına karar verilmektedir. İki aşamalı modeli çözmek için tamsayılı L-şekilli ve kısmi Benders ayrıştırma yöntemleri önerilmiştir. Ek olarak, koşullu riske maruz değer kısıtlamalarının rötar süresi dağılımları üzerindeki etkisi analiz edilip, koşullu riske maruz değer kısıtlamalarını çözüm metodolojilerine dahil etmek için yeni bir yaklaşım tekniği önerilmiştir. Gecikme dağılımlarının ayrıntılı bir analizini sunarak, yaklaşım tekniğinin çözüm kalitesi ve hesaplama performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Aynı zamanda hesaplamalı deneylerde gerçekçi örnekler elde etmek için, veri oluşturma prosedürlerinin detaylı bir açıklaması sunulmuştur. Kısmi Benders yaklaşımı'nın neredeyse tüm deneylerde, ticari amaçlı çözücü olan CPLEX'ten daha iyi performans gösterdiği gözlenmiştir.