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Una variación del problema de programación de turnos de trabajo de control de tráfico aéreo para tratar con incidentes en los centros de control de aeropuertos

Autores: Jiménez-Martín, Antonio; Tello, Faustino; Mateos, Alfonso

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Una variación del problema de programación de turnos de trabajo de control de tráfico aéreo para tratar con incidentes en los centros de control de aeropuertos


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Controlador de tráfico aéreo
Problema de programación
Fase táctica
Sectorización
Recocido simulado
Búsqueda de vecindario variable

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 39

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento trata sobre una variación del problema de programación de turnos de trabajo de los controladores de tráfico aéreo (ATC) centrándose en la fase táctica, en la que el plan para el día de operaciones puede ser modificado de acuerdo con la demanda de tráfico en tiempo real u otros posibles incidentes (uno o más ATCs enferman y/o hay un aumento en el tráfico aéreo no planificado), lo que puede llevar a una nueva sectorización y un menor número de ATCs disponibles. Para hacer frente a estos problemas, debemos reasignar los ATCs disponibles a la nueva sectorización establecida en el momento en que ocurre el incidente, pero también teniendo en cuenta el trabajo realizado por los ATCs hasta ese momento. Proponemos una nueva metodología que consta de dos fases. El objetivo de la primera fase es construir una solución inicial posiblemente inviable, teniendo en cuenta los sectores que se han cerrado o abierto en la nueva sectorización, junto con los ATCs disponibles después del incidente. En la segunda fase, utilizamos las metaheurísticas de recocido simulado (SA) y de búsqueda de vecindario variable (VNS) para derivar una solución factible en la que se utilicen los ATCs disponibles y se cumplan todas las condiciones laborales de los ATC. En esta fase se utiliza una función objetivo aditiva ponderada para tener en cuenta la viabilidad de la solución, pero también el número de cambios en el centro de control en el momento en que ocurre el incidente y la similitud de la solución derivada con las plantillas normalmente utilizadas por el centro de operaciones del gestor de red, un centro que gestiona los flujos de tráfico aéreo de toda una red de centros de control. La metodología se ilustra mediante siete instancias reales proporcionadas por expertos del Centro de Referencia de Investigación, Desarrollo e Innovación en Gestión del Tráfico Aéreo (CRIDA) que representan posibles incidentes que pueden surgir. Las soluciones derivadas por SA superan a las alcanzadas por VNS en términos tanto del número de restricciones violadas en las siete instancias, como de la compacidad de la solución en seis de las siete instancias, y ambas son muy similares en cuanto al número de cambios en el centro de control en el momento del incidente. Aunque los tiempos de computación para VNS son claramente mejores que para SA, los expertos de CRIDA estaban satisfechos con los tiempos de computación de SA. Las soluciones alcanzadas por SA fueron preferidas.

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