Pesquisas Direcionadas para o Aeroporto

As pesquisas apresentadas nesta subseção trazem as preocupações dos pesquisadores para proporcionar mecanismos eficazes de gerenciamento de serviços do aeroporto. Foram relacionados os seguintes trabalhos: Controle Ótimo de Operações Aeroportuárias com restrições de capacidade Portão (KHADILKAR; BALAKRISHNAN,2013), Otimização do Táxi

de Aeroporto baseada em Algoritmo Genético (LIU; GUO,2010) e Logísticas de Aeroporto

- Modelando e Otimizando o processo Turn-Around (NORIN, 2008).

(i) Controle Ótimo de Operações Aeroportuárias com restrições de capacidade Portão

O trabalho deKhadilkar e Balakrishnan (2013) propõe uma estratégia para controlar a liberação de partida de voos a partir de seus portões, com o objetivo específico de reduzir seus tempos de táxi e consumo de combustível. A estratégia deixa claro as limitações que surgem devido à restrição dos recursos do portão do aeroporto.

O trabalho adota uma abstração em rede para as operações do aeroporto. Um portão é uma baia na vaga de estacionamento por onde os passageiros embarcam e desembarcam na aeronave. Uma coleção de portões próximos é chamado de terminal. O modelo em rede é composto de portões, como origem da rede; pistas principais de táxi, como arcos da rede e pistas de pouso e decolagem, como destino ou sumidouro da rede.

Um conjunto de processos aleatórios é empregado para modelar as operações de táxi das aeronaves. O tempo de táxi de cada aeronave, em cada arco da rede, é a soma de duas variáveis aleatórias: 1) O tempo de táxi desimpedido e 2) o tempo de táxi parado. O tempo de táxi esperado em cada arco da rede aumenta com o congestionamento, ou seja, o número de partidas da aeronave que já se encontra na superfície quando a aeronave atual deixa seu portão. Este número é denominado no trabalho como o nível de tráfego de superfície, k. Para cada arco l, a expectativa de tempo de táxi tl para um dado nível

de tráfego de superfície é dado pela Equação 3.3.1:

E[tl|k] = ηl+ k

Xl

µl

(3.3.1)

onde ηl é a constante que denota o tempo de táxi através do arco l quando k = 0, isto é,

o tempo desimpedido esperado. O termo Xl

µl é também constante. O tempo esperado de

cada parada individual no arco da rede é dado por 1

µl, enquanto Xl define a sensibilidade

ao número de paradas no nível de tráfego de superfície. O tempo total de espera de táxi para uma determinada aeronave é calculado pela soma dos tempos de táxi esperados em todos os arcos da rede em seu caminho. O caminho de táxi é atribuído pelo controlador de tráfego aéreo, e presume-se ser conhecido de antemão.

Para o cálculo do tempo ideal de liberação, a estratégia proposta no trabalho emprega programação dinâmica.

A estratégia de solução foi testada com dados do Aeroporto Internacional Logan de Boston.

No trabalho, ficou demonstrado através de simulações, que a solução reduziu signi- ficativamente os tempos de táxi em situações nas quais as chegadas de aeronaves são atrasadas em razão da espera de liberação de um portão.

(ii) Otimização do Táxi de Aeroporto baseada em Algoritmo Genético

O artigo de Liu e Guo (2010) apresenta um método de programação genética para resolver problemas de taxiamento seguro de aeronaves por meio de um modelo com três tipos de restrições de conflito.

O método de codificação proposto considera o número de trajetória como gene de cromossomo para manter uma solução viável após o cruzamento e a mutação.

No problema de otimização de taxiamento de aeronaves, conforme a escala de voo, todas as chegadas e partidas de voos necessitam determinar uma rota viável para obter o menor tempo ou caminho mais curto de taxiamento sob condição prévia de evitar tipos de conflitos.

No trabalho, verificou-se que a solução proposta é válida para evitar conflitos de taxi- amentos além de elevar a eficiência na ocupação do aeroporto.

(iii) Logísticas de Aeroporto - Modelando e Otimizando o processo Turn-

Around

CAPÍTULO 3. O GERENCIAMENTO DE TRÁFEGO AÉREO 52 degelo (de-icing) das aeronaves, que é o processo de remoção de gelo e neve do corpo da aeronave, bem como aplicação de produtos para prevenir nova formação de gelo. O fluxo de caminhões de degelo é um dos fluxos secundários do processo que ocorre desde o pouso da aeronave até a sua decolagem, que é denominado de processo Turn-Around. Segundo a autora, o processo Turn-Around refere-se a todas as atividades que afetam a aeronave enquanto esta estiver no solo. Neste processo, quase todos dos atores que operam no aeroporto estão envolvidos. O processo é conectado a outras atividades que acontecem na área de movimento (área de manobras e os pátios - airside), no terminal de cargas ou passageiros, como também na torre de controle.

O tempo associado ao processo Turn-Around é definido como o tempo entre o pouso e a decolagem da aeronave.

Na rede baseada em atividade dirigida, desenvolvida no trabalho, os nós representam pontos relativos no tempo e os arcos representam atividades dentro do processo.

Como exemplo, as seguintes atividades encontram-se presentes na rede estabelecida porNorin (2008) e as entidades responsáveis pela atividade:

• Sequenciamento: Estabelecer o ordenamento de decolagem. A entidade respon- sável por esta tarefa é a Torre de Controle que faz parte do Serviço ATC;

• Check in: Verificação de passageiros. São entidades responsáveis por esta tarefa, a companhia de controle de solo e o aeroporto, ou seja, trata-se basicamente da infraestrutura do aeroporto;

• Controle do peso e balanceamento: A entidade responsável por esta tarefa é tripulação no cockpit da aeronave que representam a empresa aérea.

Estas são algumas atividades do processo turn-around descritas no trabalho deNorin

(2008). Mais detalhes podem ser obtidos na obra original da autora.

Norin (2008) faz toda a conceituação e simulação computacional do modelo para concentrar-se na busca por solução para o planejamento e escalonamento de caminhões de degelo, que é um dos fluxos de suporte secundários do processo turn-around. A autora escolheu o fluxo de De-icing por considerá-lo como o fluxo de maior complexidade entre os fluxos de suporte secundário do processo como um todo, pois a atividade de degelo tem que ser feita com um certo tempo antes da decolagem, tempo este denominado hold-over

time, afim de garantir que o produto que impede a formação de novo gelo ainda esteja

ativo. Com exceção do intervalo hold-over time, o fluxo degelo é similar aos demais fluxos de suporte secundários.

O problema do fluxo de suporte secundário dentro do aeroporto relaciona-se com roteamentos otimizados de uma frota existente com número fixo de veículos.

No trabalho, foi mostrado que a solução proposta minimiza o tempo de viagem para os caminhões, bem como o atraso que o procedimento de degelo causa à aeronave.