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Flight Gate Assignment with a Quantum Annealer

Lobe, Elisabeth und Stollenwerk, Tobias (2019) Flight Gate Assignment with a Quantum Annealer. Qubits Europe 2019, 25. - 27.03.2019, Mailand, Italien.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
12MB

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/128866/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Flight Gate Assignment with a Quantum Annealer
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lobe, ElisabethElisabeth.Lobe (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3473-8906NICHT SPEZIFIZIERT
Stollenwerk, TobiasTobias.Stollenwerk (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5445-8082NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 März 2019
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Quadratic Assignment Problem, QUBO, Quantum Annealing, Airport Planning
Veranstaltungstitel:Qubits Europe 2019
Veranstaltungsort:Mailand, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:25. - 27.03.2019
Veranstalter :D-Wave Systems
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: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Simulations- und Softwaretechnik > High Performance Computing
Hinterlegt von: Lobe, Elisabeth
Hinterlegt am:12 Nov 2019 11:16
Letzte Änderung:24 Feb 2020 08:22

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