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Airport management: taxi planning,
Abstract The Taxi Planning studies the aircraft routing and scheduling on the airport ground. This is a dynamic problem, which must be updated almost every time that a new aircraft enters or exits the system. Taxi Planning has been modelled using a linear multicommodity flow network model with side constraints and binary variables. The flow capacity constraints are used to represent the conflicts and competence between aircrafts using a given airport capacity. The "Branch and Bound" and "Fix and Relax" methodologies have been used. The computational tests have been run at the Madrid-Barajas airport, using actual data from the airport traffic. Keywords Aircraft routing and scheduling · Taxi Planning · Airport management · Binary capacitated multicommodity flow network · Branch and Bound · Fix and Relax
Lagrangian-based methods for single and multi-layer multicommodity capacitated network design
Le problème de conception de réseau avec coûts fixes et capacités (MCFND) et le problème
de conception de réseau multicouches (MLND) sont parmi les problèmes de
conception de réseau les plus importants. Dans le problème MCFND monocouche, plusieurs
produits doivent être acheminés entre des paires origine-destination différentes
d’un réseau potentiel donné. Des liaisons doivent être ouvertes pour acheminer les produits,
chaque liaison ayant une capacité donnée. Le problème est de trouver la conception
du réseau à coût minimum de sorte que les demandes soient satisfaites et que les capacités
soient respectées. Dans le problème MLND, il existe plusieurs réseaux potentiels,
chacun correspondant à une couche donnée. Dans chaque couche, les demandes pour un
ensemble de produits doivent être satisfaites. Pour ouvrir un lien dans une couche particulière,
une chaîne de liens de support dans une autre couche doit être ouverte. Nous
abordons le problème de conception de réseau multiproduits multicouches à flot unique
avec coûts fixes et capacités (MSMCFND), où les produits doivent être acheminés uniquement
dans l’une des couches.
Les algorithmes basés sur la relaxation lagrangienne sont l’une des méthodes de résolution
les plus efficaces pour résoudre les problèmes de conception de réseau. Nous
présentons de nouvelles relaxations à base de noeuds, où le sous-problème résultant se
décompose par noeud. Nous montrons que la décomposition lagrangienne améliore significativement
les limites des relaxations traditionnelles.
Les problèmes de conception du réseau ont été étudiés dans la littérature. Cependant,
ces dernières années, des applications intéressantes des problèmes MLND sont apparues,
qui ne sont pas couvertes dans ces études. Nous présentons un examen des problèmes de
MLND et proposons une formulation générale pour le MLND. Nous proposons également
une formulation générale et une méthodologie de relaxation lagrangienne efficace
pour le problème MMCFND. La méthode est compétitive avec un logiciel commercial
de programmation en nombres entiers, et donne généralement de meilleurs résultats.The multicommodity capacitated fixed-charge network design problem (MCFND) and
the multilayer network design problem (MLND) are among the most important network
design problems. In the single-layer MCFND problem, several commodities have to
be routed between different origin-destination pairs of a given potential network. Appropriate
capacitated links have to be opened to route the commodities. The problem
is to find the minimum cost design and routing such that the demands are satisfied and
the capacities are respected. In the MLND, there are several potential networks, each
at a given layer. In each network, the flow requirements for a set of commodities must
be satisfied. However, the selection of the links is interdependent. To open a link in a
particular layer, a chain of supporting links in another layer has to be opened. We address
the multilayer single flow-type multicommodity capacitated fixed-charge network
design problem (MSMCFND), where commodities are routed only in one of the layers.
Lagrangian-based algorithms are one of the most effective solution methods to solve
network design problems. The traditional Lagrangian relaxations for the MCFND problem
are the flow and knapsack relaxations, where the resulting Lagrangian subproblems
decompose by commodity and by arc, respectively. We present new node-based
relaxations, where the resulting subproblem decomposes by node. We show that the
Lagrangian dual bound improves significantly upon the bounds of the traditional relaxations.
We also propose a Lagrangian-based algorithm to obtain upper bounds.
Network design problems have been the object of extensive literature reviews. However,
in recent years, interesting applications of multilayer problems have appeared that
are not covered in these surveys. We present a review of multilayer problems and propose
a general formulation for the MLND. We also propose a general formulation and
an efficient Lagrangian-based solution methodology for the MMCFND problem. The
method is competitive with (and often significantly better than) a state-of-the-art mixedinteger
programming solver on a large set of randomly generated instances
Integrated fleet assignment with cargo routing
Master'sMASTER OF ENGINEERIN
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