Matching estável para tomada de decisão colaborativa na alocação de slots

Abstract

A tomada de decisão colaborativa (CDM) é um paradigma importante no processo de gerenciamento de tráfego aéreo (ATM). De acordo com a sua filosofia, a troca de informações entre os diversos intervenientes resultam em melhores decisões para o ATM. A construção dos algoritmos de alocação de slots utilizados nos programas de espera em solo (GDP) com CDM não contempla os principais stakeholders atuais no processo de tomada de decisão. Somando-se a esse fato, algumas deficiências no GDP têm sido relatadas em diversas pesquisas ao longo dos anos. Um desses problemas é que o algoritmo Compression nem sempre calcula resultados estáveis na alocação de recursos aeroportuários.

Esta situação limita o desempenho do ATM e pode gerar insatisfação entre os stakeholders que são afetados. Para resolver os problemas citados, o presente trabalho propõe uma nova solução para o problema de alocação de slots tratado pelo algoritmo Compression. Esse modelo, denominado DA-SLOT, possibilita o tratamento dos stakeholders já existentes na CDM, bem como, a inclusão de um novo participante, o gestor do aeroporto.

O modelo proposto utiliza a teoria de matching para criar um mercado de slots, onde as companhias aéreas e o gestor do aeroporto são jogadores que possuem preferências estratégicas no processo de alocação. O novo algoritmo utilizado nesse processo é baseado no mecanismo Deferred Acceptance (DA) para mercados de matching de dois lados.

Os estudos de caso utilizados na validação do modelo empregaram movimentos aéreos do Aeroporto Internacional Tancredo Neves (SBCF) do ano de 2014, extraídos do site on-line da Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária (INFRAERO). A análise realizada sobre cenários hipotéticos e reais indica que o modelo DA-SLOT permite adequado tratamento das preferências de todos os jogadores do mercado através de uma alocação ótima. Além disso, características desejáveis inerentes ao mecanismo DA, como estabilidade nas alocações e controle de manipulação dos resultados, podem levar os jogadores a buscarem resultados ótimos globais no sistema. Estes resultados podem ser considerados como as principais contribuições científicas e sociais da pesquisa.