دانلود ترجمه مقاله مدل های زمانبندی برای کنترل ترافیک هواپیما در فرودگاه های شلوغ (ساینس دایرکت – الزویر 2017) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

مدل های زمانبندی برای کنترل ترافیک هواپیما به طور مطلوب در فرودگاه های شلوغ: ملاحظات تاخیر ، اولویت ها، عدالت و نقض قانون

Scheduling models for optimal aircraft traffic control at busy airports: Tardiness, priorities, equity and violations considerations

چکیده

1-مقدمه

2- مرور منابع

3- بیان مسئله

3-1 شاخص های عملکرد

3-2 منطقه کنترل پایانه

4-بیان مسئله

4.1 منابع در مدل گراف جایگزین

4.2. فرمولاسیون با توابع هدف مختلف

4.3. یک مثال عددی

5. نتایج تجربی

5.1. شرح موارد ASP

5.2. توابع هدف خالص

5.3. بهینه سازی یک هدف خالص و بررسی سایر اهداف

5.4. توابع هدف ترکیبی

6. نتیجه گیری و تحقیق بیشتر

چکیده

این مطالعه به بررسی بهینه سازی زمان واقعی عملیات برخاست و فرود در مناطق شلوغ کنترل پایانه در رابطه با ازدحام ترافیک می پردازد. مناطق پایانه ای، از نقاط مهم و تنگنا های اصلی سیستم کنترل ترافیک هوایی به خصوص در فرودگاه های اروپا می باشد که در آن احتمال امکانات محدودی برای ساخت زیر ساخت های جدید وجود دارد. مسئله زمان واقعی مدیریت موثر عملیات هواپیما، به شدت چالش بر انگیز است زیرا استفاده از قوانین ایمنی در مدل های بهینه سازی و در نظر گرفتن شاخص های عملکردی مختلف مناسب برای محاسبه راه حل های کیفی خوب، لازم است. با این حال عملا، هیچ گونه تابع هدف شناخته شده وجود ندارد و کنترل گر های ترافیکی اغلب از قوانین زمان بندی ساده استفاده می کنند. در این مقاله، فرمولاسیون های برنامه نویسی خطی صحیح ترکیبی برای بررسی توازن بین شاخص های عملکردی مختلف پیشنهاد می شود ضمن این که محدودیت های ایمنی با یک دقت مدل سازی بالا در نظر گرفته خواهد شد. آزمایشات در دو فرودگاه اصلی ایتالیا یعنی میلانو مالپنسا و رم فیومیچینو با شبیه سازی مجموعه های مخلف اختلافات برخاست و فرود هواپیما انجام می شوند. نمونه های با اندازه کاربردی برای بهینه سازی از طریق یک سالور تجاری حل می شوند. راه حل های بهینه نیز با یک قاعده زمان بندی رایج مقایسه می شوند. یک تحلیل رایانشی جامع امکان انتخاب این راه حل ها را می دهد به طوری که قادر به یافتن بهترین تطابق و تعادل میان شاخص های مختلف و در نتیجه بررسی معرف ترین فرمول است.

6. نتیجه گیری و تحقیق بیشتر

در این مقاله فرمولاسیون میکروسکوپی از ASP با توابع هدف مختلف عملی به دست آمده است. یکی از راه حل ها غیر قابل کنترل است ، تعدادی از شاخص های عملکرد مربوط به هر راه حل ASP ارائه شده است. مجموعه گسترده ای از آزمایش های محاسباتی وجود شکاف های مرتبط میان راه حل های ASP مختلف محاسبه با تمرکز بر جنبه های مختلف ASP را نشان می دهد. یک تجارت منطقی بین کیفیت شاخص های عملکرد مختلف برای راه حل های ASP از طریق ترکیبی محاسبه شده است (عادلانه ترین رویکرد) و میانگین حداقل رساندن تاخیر متوالی (رویکرد برنامه ریزی جهانی) پیدا شده است. به طور کلی، توسعه یک تابع هدف در نظر گرفتن تمام شاخص های عملکرد یک مشکل چالش برانگیز است. راه حل ناشی از توابع ترکیبی عملکرد مربوط به برخی از شاخص ها در نظر گرفته شده است. با این حال، ما معتقدیم که این کار به نفع محققان و پژوهشگران است و توجه بیشتر به شاخص های عملکرد مختلف مربوط به ASP می باشد.

Abstract

This work addresses the real-time optimization of take-off and landing operations at a busy terminal control area in case of traffic congestion. Terminal areas are becoming the bottleneck of the entire air traffic control system, in particular in the major European airports, where there is a limited possibility to build new infrastructure. The real-time problem of effectively managing aircraft operations is particularly challenging, since it is necessary to incorporate the safety regulations into the optimization model and to consider numerous performance indicators that are important to compute good quality solutions. However, in practice there is no well-recognized objective function and traffic controllers often use simple scheduling rules. In this paper, mixed integer linear programming formulations are proposed to investigate the trade-off between various performance indicators of practical interest, while taking into account the safety constraints with a high modeling precision. Experiments are performed for the two major Italian airports, Milano Malpensa and Roma Fiumicino, by simulating various sets of random landing and take-off aircraft disturbances. Practical-size instances are solved to (near)optimality via a commercial solver. The optimized solutions are also compared with a commonly used scheduling rule. A comprehensive computational analysis makes possible the selection of those solutions that are able to find a good compromise among the various indicators and, consequently, the investigation of the most representative formulation.

6. Conclusions and further research

This paper presents microscopic formulations of the ASP with high precision modeling and the evaluation of alternative objective functions. We examine the trade-off between some classical performance indicators in the take-off and landing aircraft scheduling literature, since we believe that there is still not a generally recognized objective function for the ASP. We observe that optimal solutions are very often computed by a commercial solver within one minute of computation on a standard processor. Furthermore, the solver computes different ASP solutions for the ASP formulations with different objective functions. Finally, a pool of (near) optimal ASP solutions is provided to the traffic controller along with quantitative information on numerous performance indicators. An extensive set of computational experiments shows the existence of relevant gaps between the ASP solutions computed focusing on the studied aspects of the ASP. A trade-off between the quality of various performance indicators is found for the ASP solutions computed via the different formulations. In particular, the Avg Tardiness results to be a good trade-off formulation, and its solutions outperform the FCFS solutions in terms of all performance indicators. However, better trade-off solutions exist if one introduces additional constraints in Avg Tardiness.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدل های زمانبندی برای کنترل ترافیک هواپیما به طور مطلوب در فرودگاه های شلوغ: ملاحظات تاخیر ، اولویت ها، عدالت و نقض قانون

Scheduling models for optimal aircraft traffic control at busy airports: Tardiness, priorities, equity and violations considerations