Wirtschaftsingenieurwesen
Institut für Datenanalyse und Prozessdesign (IDP) Modell zur Optimierung der Stand Allocation in Bezug auf CO 2-Reduktion mit evolutionären Algorithmen am Flughafen Zürich
Studierende: Dominique Heller Yannick Studer Dozent: Manuel Renold
Flugzeuge optimal auf dem Flughafen verteilen
Zwischen Landung und Start stehen Flugzeuge nicht zufällig an ihrem Gate. Der Ablauf soll effizient und kostensparend sein. Die angehenden Wirtschaftsingenieure Dominique Heller und Yannick Studer haben sich mit der optimalen Zuordnung der Standplätze am Flughafen Zürich beschäftigt. 74 Fluggesellschaften führen jährlich rund 265'000 Flüge von und nach Zürich durch. Die Platzierung der Maschinen am Boden ist Sache des Flughafens Zürich. Eine effiziente Verteilung ist für die Kapazität und den CO2-Ausstoss mitentscheidend. In ihrer Bachelorarbeit im Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen haben die Absolventen Dominique Heller und Yannick Studer einen genetischen Algorithmus entwickelt, mit welchem die Zuordnung der Flugzeuge zu den Standplätzen optimiert werden kann. «Genetische Algorithmen sind Verfahren, die zur Lösung von komplexen Optimierungsaufgaben eingesetzt werden», erklärt Dominique Heller. «Dabei orientiert man sich an den Methoden und Erkenntnissen der biologischen Genetik und erzeugt sozusagen eine Evolution.»
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Bekanntes Problem weiterentwickelt Mit der Entwicklung eines genetischen Algorithmus wagten sich die Absolventen auf ein für sie bisher unbekanntes Terrain vor, wie Dominique Heller erläutert: «Diese Art von Algorithmen war für uns neu, da wir im Studium noch nicht damit gearbeitet hatten.» Als Datengrundlage für ihre Berechnungen dienten den Absolventen die aktuellen Flugpläne des Flughafens Zürich. Mithilfe der Programmiersprache R haben Dominique Heller und Yannick Studer diese Flugpläne so bearbeitet, dass sie als Input für ein Modell in der Berechnungssoftware MATLAB benutzt werden können. «Das MATLABModell ist das Herzstück unserer Arbeit», so Yannick Studer. «Konkret haben wir mit dem Optimization Tool von MATLAB den genetischen Algorithmus erstellt.» Dazu haben die Absolventen das in der Forschung bereits bekannte Multi-Objective-AirportGate-Assignment-Problem weiterentwickelt.