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Flight Gate Assignment with a Quantum Annealer

Stollenwerk, Tobias und Lobe, Elisabeth und Jung, Martin (2019) Flight Gate Assignment with a Quantum Annealer. Lecture Notes in Computer Science, 11413, Seiten 99-110. Springer. doi: 10.1007/978-3-030-14082-3_9. ISSN 0302-9743.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-14082-3_9

Kurzfassung

Optimal flight gate assignment is a highly relevant optimization problem from airport management. Among others, an important goal is the minimization of the total transit time of the passengers. The corresponding objective function is quadratic in the binary decision variables encoding the flight-to-gate assignment. Hence, it is a quadratic assignment problem being hard to solve in general. In this work we investigate the solvability of this problem with a D-Wave quantum annealer. These machines are optimizers for quadratic unconstrained optimization problems (QUBO). Therefore the flight gate assignment problem seems to be well suited for these machines. We use real world data from a mid-sized German airport as well as simulation based data to extract typical instances small enough to be amenable to the D-Wave machine. In order to mitigate precision problems, we employ bin packing on the passenger numbers to reduce the precision requirements of the extracted instances. We find that, for the instances we investigated, the bin packing has little effect on the solution quality. Hence, we were able to solve small problem instances extracted from real data with the D-Wave 2000Q quantum annealer.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/123777/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Flight Gate Assignment with a Quantum Annealer
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stollenwerk, Tobiastobias.stollenwerk (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5445-8082NICHT SPEZIFIZIERT
Lobe, ElisabethElisabeth.Lobe (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3473-8906NICHT SPEZIFIZIERT
Jung, Martinm.jung (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1860-297X137359900
Datum:19 Februar 2019
Erschienen in:Lecture Notes in Computer Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:11413
DOI:10.1007/978-3-030-14082-3_9
Seitenbereich:Seiten 99-110
Verlag:Springer
ISSN:0302-9743
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Quantum Compting, Air Traffic Management
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantencomputing (alt)
Standort: Braunschweig , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Simulations- und Softwaretechnik > High Performance Computing
Institut für Simulations- und Softwaretechnik
Hinterlegt von: Stollenwerk, Tobias
Hinterlegt am:23 Jul 2019 10:39
Letzte Änderung:31 Okt 2023 15:07

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