Uçuş ekip planlamada genetik algoritmalar yönteminin kullanılması

Abstract

Havayolu taşımacılığında uçuş ekibi maliyetlerinin ekonomik olarak önemli bir paya sahip olması uzun yıllardan beri şirketlerle yöneylem araştırmacılarını ve matematik topluluklarını aynı amaç etrafında bir araya getirmektedir. Üretilen matematiksel modeller ve yazılan bilgisayar programlarındaki temel hedef ekip üyelerinin maliyetini minimize edecek çözümler üretmektir. Özellikle büyük havayolu şirketlerinde yapılan çok ufak iyileştirmelerin bile önemli büyüklükte tasarruflar sağladığı görülmüştür. Problemin karmaşıklığı ve büyüklüğü nedeniyle uygulamaların zamanla kendini sezgisel tekniklerle elde edilen çözümlere bıraktıkları görülmüştür. Bu noktadan hareketle bu çalışmada, havayolu uçuş ekibi planlama problemine uygulamada en çok kullanılan sezgisel yöntemlerden biri olan genetik algoritmalarla çözüm arayışında bulunulmuştur.Ekip planlamanın iki aşamasını oluşturan ve genellikle ayrı olarak ele alınan ekip eşleştirme ve ekip atama problemleri bu çalışmada bütünleşik bir yapıda ele alınmıştır. Çalışmada küme bölme modeli formunda ifade edilen ekip eşleştirme probleminin öncelikle tamsayılı programlama ile daha sonra genetik algoritmalarla çözümü MATLAB bilgisayar programından faydalanılarak gerçekleştirilmiştir. Genetik algoritmalarla çözüm, seçim yönteminde, çaprazlama yönteminde ve popülasyon büyüklüğünde yapılan değişikliklerle test edilmiştir. Genetik algoritma yönteminin farklı parametrelerinin kullanıldığı 120 deneme yapılarak küme bölme modeli üzerinde genetik algoritmaların performansı değerlendirilmiştir. Son olarak ekip eşleştirme problemi üzerinde tamsayılı programlama ve genetik algoritma yönteminin kullanılmasıyla elde edilen sonuçların karşılaştırması yapılmıştır. Genetik algoritmaların optimum yada optimuma yakın sonuçlar vermesinin yanında karar vericiye farklı alternatif çözümler sunarak bunlardan birini tercih etme esnekliği sağladığı görülmüştür.Uygulamanın ikinci kısmını oluşturan ve ekip eşleştirme sonuçlarının girdi olarak kullanıldığı ekip atama problemi yine küme bölme modeline dönüştürülmüş, genetik algoritmalar ve tamsayılı programlama yöntemleriyle çözümleri aranmıştır. Değişken sayısındaki büyüklük problemi karışık ve çözümü zor bir hale getirmiştir. Xpress-MP programı yardımıyla elde edilen sonuçlarla uygulamanın yapıldığı havayolu şirketinin ekip planlama uzmanının gerçekleştirdiği atamalar karşılaştırılmıştır. Tezden elde edilen atama planıyla maliyetler açısından tasarruflar sağlayabileceği görülmüştür.