Optimización de trayectorias de avión sujetas a incertidumbre meteorológica y costes de navegación

Abstract

Este trabajo está centrado en la optimización de trayectorias de avión. La optimización de trayectorias de avión es un área de estudio con una casuística muy variada, que dota al problema de una gran complejidad. La variable que se optimiza en el estudio que se desarrolla en este documento es el coste de vuelo, puesto que en la práctica las aerolíneas buscan tener el máximo beneficio económico. Con objeto de estudiar la optimización de trayectorias, se desarrolla una herramienta informática que permite obtener la ruta óptima. Se evalúan una serie de casos de estudio cuya complejidad es relativamente baja, haciendo uso de modelos sencillos para definir el problema. Estos modelos permiten obtener resultados que como primera aproximación pueden ser de mucha utilidad, especialmente a nivel cualitativo. Los dos factores (entre varios posibles) que se tienen en cuenta a la hora de estudiar las rutas óptimas son la incertidumbre meteorológica, concretamente el efecto del viento, y los costes de navegación. Estos provocan que la ruta óptima siga caminos diferentes con respecto a los casos en donde dichos efectos no aparecen. Así pues, la trayectoria óptima es sensible a estos efectos y su inclusión en el trabajo dota al mismo de un mayor grado de realismo. Para poner en práctica lo comentado y obtener resultados con ayuda de la herramienta desarrollada, se estudia el vuelo de crucero de coste mínimo entre el Aeropuerto Internacional Logan de Boston y el Aeropuerto de Dublín, en ambos sentidos. En este trabajo la incertidumbre meteorológica se introduce gracias a los datos de las predicciones meteorológicas que proporciona el European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). El ECMWF suministra datos de viento para 51 posibles escenarios meteorológicos (predicción por ensembles), cada uno de los cuales se tiene en cuenta a la hora de optimizar la ruta.