Μοντέλα Διαχείρισης Εναέριας Κυκλοφορίας. Η προσέγγιση της ελεύθερης πτήσης με 4D τροχιές. Μελέτη της ενεργειακής απόδοσης των μοντέλων. - Ντακόλια, Χάρις (Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2017)
Εναέρια κυκλοφορία είναι το σύνολο των πτήσεων που διεξάγονται στον εναέριο χώρο και στην περιοχή ελιγμών των αεροδρομίων. Η διαχείριση της εναέριας κυκλοφορίας έχει σαν γνώμονα την ασφάλεια των πτήσεων. Η Διαχείριση Εναέριας Κυκλοφορίας αποτελεί έναν σχετικά καινούργιο τομέα έρευνας και ανάπτυξης. Η δημιουργία του είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την ανάπτυξη της πολιτικής αεροπορίας. Ο εκσυγχρονισμός της Διαχείρισης της Εναέριας Κυκλοφορίας βασίζεται στη δημιουργία νέων τεχνολογιών και εξοπλισμού, στην αναδιαμόρφωση του ευρωπαϊκού εναέριου χώρου με σκοπό τη δημιουργία εν τέλει ενός ενιαίου εναέριου χώρου και τη χρήση της ελεύθερης πτήσης ή έστω κάποιων πτυχών αυτής. Επομένως, στην παρούσα εργασία περιγράφεται η σημερινή κατάσταση της Διαχείρισης Εναέριας Κυκλοφορίας στον ευρωπαϊκό εναέριο χώρο, η ανάγκη για εξέλιξη και η έρευνα από μαθηματικής απόψεως που έχει γίνει μέχρι τώρα. Παρουσιάζονται συνοπτικά τα μαθηματικά μοντέλα διαχείρισης εναέριας κυκλοφορίας που συναντώνται στη βιβλιογραφία και στη συνέχεια παρουσιάζεται εκτενώς η συμβολή της παρούσας διατριβής στη Διαχείριση της Εναέριας Κυκλοφορίας. Αρχικά, παρουσιάζεται ένα μη γραμμικό μοντέλο δύο επιπέδων για τη διαχείριση της εναέριας κυκλοφορίας με στόχο τη μείωση των κοστών λόγω εναέριων και εδαφικών καθυστερήσεων, εναλλαγών ταχύτητας, ακύρωσης πτήσεων και επιλογή τροχιάς. Λόγω της πολυπλοκότητας του μη γραμμικού μοντέλου, θεωρήθηκε αναγκαία η δημιουργία ενός γραμμικού ενιαίου μοντέλου, βασιζόμενο στο μη γραμμικό, με στόχο τη μείωση των κοστών λόγω εδαφικών καθυστερήσεων, διάρκειας πτήσης, εναλλαγών ταχύτητας, εναλλαγών επιπέδων πτήσης και ακύρωσης πτήσεων. Το εν λόγω μοντέλο προγραμματίστηκε και εξετάστηκε σε διάφορα σενάρια προσομοίωσης διαχείρισης εναέριας κυκλοφορίας σε ένα τεχνητό εναέριο χώρο.