The imminent threat of global catastrophe due to climate change gets more real by each passing year. The Aviation trade association, IATA, claims that Aviation accounts for approximately 2% of the Greenhouse Gases (GHG) caused by human activities, and 3.5% of the total Radiative Forcing. With continuous increase in Aviation industry and subsequent drop in fossil fuel prices, these numbers are only expected to up with time. In Addition, these numbers do not include the effects of altitude of emission and many environmentalists believe that the number for some pollutants could be at least 2-3 times larger than IATA estimates. This rising concern engages the Aviation industry to investigate possible methods to alleviate their environmental impact. The first part of this thesis provides a framework to support Airlines in monitoring their current environmental footprint during the process of scheduling. This objective is realised by developing a robust system for estimating the fuel consumed (ergo quantity of major Greenhouse Gases emitted) by a particular fleet type operating a certain leg, which is then employed in a Fleet Assignment (FA) Operation to reduce emissions and increase the Contribution. An emissions estimation model for Turbojet Aeroplane fleets is created for Industrial Optimizers AB’sMP2 software. The emissions estimation model uses historic fuel consumption data provided by ICAO for a given fleet type to estimate the quantity (in kg) of environmental pollutants during the Landing and Takeoff operation (below 3000 ft) and the Cruise, Climb and Descent operation (above 3000 ft). The second part of this thesis concerns with assigning monetary weights to the pollutant estimates to calculate an emission cost. This emission cost is then added to MP2’s Fleet Assignment’s objective function as an additional Operational cost to perform a Contribution maximization optimization subjected to the legality constraints. The effects of these monetary weights levied on the results of Fleet Assignment are studied, and utilizing curve-fitting and mathematical optimization, monetary weights are estimated for the desired reduction in GHG emissions. Finally, a recursive algorithm based on Newton-Raphson method is designed and tested for calculating pollutant weights for untested schedules. / Det omedelbara hotet om en global katastrof pga klimatförändringar blir mer och mer tydligt för varje år som går. IATA, den internationella flyghandelsorganisationen, hävdar att flyget står för runt 2% av växthusgaserna (GHG) som kommer från människans aktiviteter, och 3.5% av den totala avstrålningen. Med den kontinuerliga tillväxten av flygindustrin och prisminskningar av fossila bränslen så förväntas dessa andelar att öka. Dessutom så inkluderar inte dessa siffror effekten av att utsläppen sker på hög höjd, och många miljöaktivister tror att siffrorna för vissa utsläpp kan vara åtminstone 2-3 gånger högre än IATAs uppskattningar. Denna växande oro motiverar flygindustrin till att undersöka metoder för att begränsa dess miljöpåverkan. Den första delen av denna rapport ger ett ramverk för att hjälpa flygbolag med att bevaka deras aktuella miljöavtryck under schemaläggningsprocessen. Detta mål realiseras genom att utveckla ett robust system för att uppskatta bränsleförbrukningen (och därmed kvantiteten av växthusgasutsläpp) av en specifik flygplanstyp på en given etapp, som sedan kan användas för att allokera flygplanstyper för att minska utsläppen och bidra till att förbättra miljön. En modell för att uppskatta utsläpp för flottor av turbojetflygplan har skapats för Industrial Optimizers AB programvara MP2. Modellen för att uppskatta utsläppen baseras på historiska data om bränsleförbrukning som tillhandahållits av ICAO för en given flygplanstyp som använts för att uppskatta kvantiteten (i kg) av föroreningar vid start (under 3000 fot) och vid sträckflygning, stigning och inflygning (över 3000 fot). Den andra delen av denna rapport handlar om att bestämma monetära vikter till föroreningsskattningarna för att beräkna utsläppskostnader som ska användas i MP2 s målfunktion för allokering av flygplanstyper. Detta ger en ytterligare driftskostnad att beakta i optimeringen för att få med miljöaspekterna och tillåtna lösningar. Effekten som dessa monetära vikter har på resultaten från optimeringen studeras, och genom att använda kurvanpassning och matematisk optimering, de monetära vikterna anpassas för att få den önskade minskningen i växthusgasutsläpp. Slutligen så har en rekursiv algoritm, baserad på Newon-Raphsons metod, designats och testats för att beräkna utsläppsvikter för scheman som inte använts för att beräkna vikterna
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-288864 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Prashant, Prashant |
| Publisher | KTH, Optimeringslära och systemteori |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2020:393 |
Page generated in 0.0035 seconds