Havaalanı hareket sahalarındaki trafik akışı için farklı amaçları ele alan çok aşamalı bir sezgisel model
A multi-stage heuristic model with different objective functions for air traffic flow in airport movement areas
Yazar: ORHAN ERTUĞRUL GÜÇLÜ
Danışman: DOÇ. DR. CEM ÇETEK
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Hava Trafik Kontrol Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Sivil Havacılık = Civil Aviation
Dizin: Sivil havacılık = Civil aviation ; Sivil havacılık işletmeleri = Civil aviation companies ; Ticari havacılık = Commercial aviation ; Uluslararası hava taşımacılığı = International air transportation

Özet:
Havayolu taşımacılığı küresel ölçekte faaliyet gösteren, teknolojik yenilik ve değişimlere hızlı adapte olan bir ulaşım sistemidir. Havayolu ulaşımına olan talebin her geçen yıl belirli bir oran dahilinde artması bu ulaşım sistemi için tıkanıklıkları, gecikmeleri ve hizmet aksaklıklarını da beraberinde getirmektedir. Bu sebeple havaalanlarında park pozisyonlarının etkin ve verimli kullanılması, uçaklar için manevra sahası trafiğini rahatlatacak rotaların belirlenmesi ve terminal binasındaki yolcu yürüyüş sürelerinin kısalması havayolu taşımacılığında önemli rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasının temel amacı, yoğun havaalanlarında uçak park yerleri ve taksi yollarında yaşanan toplam gecikmeleri ve tıkanıklıkları azaltmak, inen ve kalkan uçakların taksi sürelerini kısaltarak trafik akışını hızlandırmak, körüklü ve açık park pozisyonlarının kullanım oranlarını daha dengeli paylaştırmak ve hizmet verilen uçak sayısında iyileşme sağlamak için meydan hava trafik kontrol (ATC) ve ramp kulelerini koordineli şekilde kullanabilecek ve geleneksel sistemlere göre insan faktörlerinin etkilerini en aza indirebilecek ve son dakika değişikliklerine karşı çözüm üretebilecek, park yeri ve taksi rotası tahsisine yönelik dinamik kriterli sezgisel bir algoritmanın geliştirilmesidir. İlk etapta bir uçak için uygun çözüm kümesini azaltacak sezgisel eliminasyon algoritması geliştirilmiş ve park yeri kullanımı standart sapma süresi, uçak taksi ve yolcu yürüyüş süresini azaltan amaç fonksiyonları oluşturulmuştur. Daha sonra oluşturulan bu modelin GAMS çözümünden ne kadar uzaklaştığı ve bu uzaklaşmanın algoritmanın çözüm süresi bakımından ne kadar göz ardı edilebileceği araştırılmıştır. Son olarak da önerilen modelin mevcut durum ile karşılaştırması yapılmıştır. Dinamik kriterli sezgisel algoritmanın durum değişikliklerine karşı mevcut durum modeline göre hem taksi hem de yolcu yürüyüş süresi bakımından fayda sağladığı görülmüştür.

Abstract:
Air travel is a transportation system operating in global scale, adapting rapidly to technological innovation and change. Every year, increasing demand for air transportation within a certain rate brings congestions, delays and disruption of services for this transportation system. For this reason, effective and efficient use of parking positions at airports, determination of routes to relieve maneuvering traffic density on taxiways and shortening of passenger walking times at the terminal building play an important role in air transportation. The main purpose of this thesis is to reduce traffic delays and congestions on taxiways and parking positions at busy airports, speed up traffic flow by shortening the taxi times of incoming and outgoing airplanes, provide more balanced distribution of open and terminal connected parking positions and improve the number of operating aircraft number using an heuristic algorithm with dynamic criteria for allocation of parking and taxi routes. This algorithm can be used in coordination with air traffic control (ATC) and ramp towers in order to minimize the effects of human factors experienced in conventional systems and produce solutions for the last-minute changes. In the first stage, a heuristic elimination algorithm was developed to reduce the appropriate set of solutions for an aircraft, and objective functions are modelled to reduce the standard deviation time of parking use, aircraft taxi and passenger walking time. This heuristic model is compared with GAMS model in terms of accuracy and computation times of results. Finally, the proposed model is compared with the current situation. It is observed that the heuristic algorithm with dynamic criteria benefits both the taxi and the passenger walking time according to the current situation model against the last minute changes.