Solving aircraft routing problem with integer programming

Abstract

Havayolu endüstrisinde, rekabetin doğası şirketlere karlarını maksimize etmede ve günlük aktivitelerden doğan operasyonel maliyetlerin azaltılmasında yeni yollar bulma yetisi getirdi. Bir havayolu şirketinde bu yönde aralarında ekip planlama, çiftleme, uçak rotalama, kuyruk atama, kapı atama gibi kritik olanların da bulunduğu çeşitli adımlar bulunmaktadır. Bu bağlamda uçak rotalama bu adımların göz önünde bulundurulması gerekli en önemlilerinden biridir ve bu tezde incelenecektir.Birinci bölümde, uçak rotalama problemi amacı, en iyileme için değişik kriterleri ve karşılaşılan kısıtlar gibi değişik boyutları ile tanımlanacaktır.İkinci bölümde ise çalışmayı güncel tutmak adına yakın zamanda konu üzerinde yapılan çalışmaların incelendiği literatür araştırması tamamlanacaktır.Ardından üçüncü bölümde problemi gerçek hayat vakası olarak gösterebilmek adına veri toplama yöntemi ve toplanan veriler yansıtılacaktır. Verilerin Türkiye'nin bayrak taşıyıcı havayolu şirketinden alınmış olması gerçek hayatı simule etme adına önemlidir. Veri toplamadan sonra bazı varsayımlar üzerine kurulmuş problemi çözme yöntemi anlatılacaktır.Dördüncü bölümde eniyileme yazılımı kullanılarak sonuçlar elde edilecek ve okuyucunun günlük havayolu operasyonları bağlamında değerlendirebilmesi için bu yönde yorumlar yapılacaktır.Beşinci bölümde alternatif eniyileme metodları tartışılacaktır. Ek olarak değişen havayolu endüstrisindeki ihtiyaçları karşılamak adına yapılacak ilerideki çalışmalar için daha az varsayımlar, yeni kısıtlar ve yeni hedef fonksiyonlar içeren yol haritası belirlenecektir.

In airline industry; the nature of competition made it necessary to find new ways for maximizing profits while decreasing operational costs of regular activities. In an airline company there are critical activities such as crew planning, rostering and pairing, aircraft routing, tail assignment and gate assignment. As being one of those most significant ones; this study will handle aircraft routing.In the first part of this paper, aircraft routing problem is going to be introduced in different dimensions which are objective, several criteria for optimization, constraints encountered during the problem. In the second section, a literature review is completed for making the paper updated due to recent studies. Then in the third part, in order to demonstrate the problem on a real life case data collection method and data collected are reflected. It is important to realize that data are collected from flag carrier of Turkey to simulate the real life. Moreover, data collection method for solving the problem which has been modelled with several assumptions is told.In the section 4; by using optimization software, Lingo, results are gathered and comments are made on those results which are going to make sense for reader in daily airline operations manner.In the fifth part; some alternative optimization methods are discussed. Additionally for future studies, a roadmap is designed which includes less assumptions, new constraints and new objective functions meeting needs of changing airline industry elements and environment.