Procedimento para a identificação de rotas e aeroportos potenciais: uma integração dos problemas de seleção de rotas e alocação de frotas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Jesus, Thiago Dias de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Design Science; aeroporto; airline; airport; algoritmo genético; companhia aérea; fleet assignment problem; genetic algorithm; mixed-integer linear programming; problema de alocação de frotas; problema de seleção de rotas; programação linear inteira mista; route selection problem
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18156/tde-09012025-175838/

Para as companhias aéreas, é crucial atender rotas atrativas visando maximizar a lucratividade. Diversos parâmetros, como o PIB, a demanda e os fatores de risco, são considerados na seleção das rotas. No entanto, o diferencial reside na implementação de métodos e estudos experimentados para a seleção precisa das melhores localidades a serem atendidas. Este trabalho visa desenvolver e apresentar um procedimento que auxilie as companhias aéreas a selecionarem novas rotas potenciais através da maximização dos lucros ao alocarem as melhores aeronaves possíveis em cada rota. Além disso, devido à sua aplicabilidade generalizável, este estudo também identifica localidades com potencial aéreo, mas carentes de infraestrutura aeroviária, sugerindo possíveis investimentos às autoridades executivas para que estas novas rotas possam ser criadas. Utilizando a Design Science Research, esta pesquisa desenvolve quatro artefatos que operacionalizam o procedimento proposto. O primeiro artefato é um método que descreve as etapas de coleta e análise dos dados necessários. O segundo é um modelo matemático que simula a realidade, com uma função objetivo que maximiza os lucros da companhia aérea e restrições que o tornam mais realista. O terceiro artefato é uma instanciação que aplica os dois primeiros em um cenário prático, onde uma companhia aérea regional fictícia simula a viabilidade de uma malha composta por 41 spokes e 7 hubs na região Sudeste do Brasil. Por fim, a pesquisa propõe uma design proposition que define as etapas necessárias para integrar todos os artefatos, permitindo que outros pesquisadores alcancem resultados semelhantes. Para desenvolver esses artefatos, realizou-se uma revisão sistemática da literatura sobre a integração do Problema de Seleção de Rotas (RSP) e o Problema de Alocação de Frotas (FAP), revelando uma lacuna na literatura. Assim, o RSP foi integrado ao FAP para desenvolver o modelo matemático proposto, representando uma abordagem inovadora no tema. A eficiência do método e do modelo matemático foi analisada por meio de uma ampla experimentação computacional, envolvendo um modelo de programação linear inteira mista (MILP) e três metaheurísticas (Algoritmo Genético Clássico, BRKGA e Algoritmo Memético). O experimento indicou que o modelo MILP é a melhor escolha para cenários regionais, enquanto as metaheurísticas são preferíveis para cenários de escala nacional. A aplicação da instanciação revelou 28 localidades na região Sudeste com potencial aéreo, sendo uma delas desprovida de infraestrutura aeroportuária. Além disso, identificaram-se 68 rotas potenciais não operadas por outras companhias aéreas. Os artefatos também permitiram análises adicionais, como o comportamento dos passageiros na rede, hubs de conexão preferenciais, número de passageiros por rota, preferência por voos diretos ou com conexão, fluxo de passageiros e a melhor aeronave para cada rota.