Aumentare il fusso limitando i potenziali conflitti: studio di un modello di programmazione matematica a capacità variabili per la gestione del traffico aereo

La tesi considera il problema della gestione del traffico aereo (Air Traffic Flow Management - ATFM) e, a partire da una versione semplificata del modello proposto nel 1998 da Bertsimas e Stock Patterson, propone un nuovo modello di Programmazione Lineare Intera (PLI). Come nel modello base, l'obiettivo è minimizzare i costi dovuti ai ritardi provocati dal ground holding presso l'aeroporto di partenza e dall'airborne holding sopra l'aeroporto di arrivo. L'entità di tali ritardi è la variabile di controllo del modello considerato, non sono invece ammesse le opzioni di speed control e di rerouting (per ogni volo, cioè, la rotta e la velocità sono fissate). L'idea chiave del nuovo modello consiste nel migliorare l'utilizzo dell'aerospazio permettendo alle capacità dei settori di venire incrementate rispetto ai valori nominali normalmente utilizzati nei modelli per ATFM, consentendo di conseguenza un aumento del flusso di traffico. Il modello include tuttavia ulteriori vincoli in modo da garantire comunque specifiche condizioni di sicurezza che permettono di controllare la complessità del traffico, e nella fattispecie di monitorare e limitare le situazioni di criticità che potrebbero potenzialmente verificarsi in caso di aumento della capacità. Dopo aver presentato una dettagliata descrizione del nuovo modello a incremento controllato di capacità, sono analizzati i risultati computazionali ottenuti risolvendo il modello al variare dei nuovi parametri introdotti. In particolare, vengono evidenziati i miglioramenti in termini di riduzione dei costi e sono proposte alcune osservazioni relative ai tempi di risoluzione e alla qualità della formulazione.