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Decision-making strategies implemented in SolFinder 1.0 to identify eco-efficient aircraft trajectories: application study in AirTraf 3.0

Castino, Federica und Yin, Feijia und Grewe, Volker und Yamashita, Hiroshi und Matthes, Sigrun und Dietmüller, Simone und Baumann, Sabine und Soler, Manuel und Simorgh, Abolfazl und Mendiguchia Meuser, Maximilian und Linke, Florian und Lührs, Benjamin (2024) Decision-making strategies implemented in SolFinder 1.0 to identify eco-efficient aircraft trajectories: application study in AirTraf 3.0. Geoscientific Model Development, 17 (9), Seiten 4031-4052. Copernicus Publications. doi: 10.5194/gmd-17-4031-2024. ISSN 1991-959X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://gmd.copernicus.org/articles/17/4031/2024/

Kurzfassung

The optimization of aircraft trajectories involves balancing operating costs and climate impact, which are often conflicting objectives. To achieve compromised optimal solutions, higher-level information such as preferences of decision-makers must be taken into account. This paper introduces the SolFinder 1.0 module, a decision-making tool designed to identify eco-efficient aircraft trajectories, which allow for the reduction of the flight's climate impact with limited cost penalties compared to cost-optimal solutions. SolFinder 1.0 offers flexible decision-making options that allow users to select trade-offs between different objective functions, including fuel use, flight time, NOx emissions, contrail distance, and climate impact. The module is included in the AirTraf 3.0 submodel, which optimizes trajectories under atmospheric conditions simulated by the ECHAM/MESSy Atmospheric Chemistry model. This paper focuses on the ability of the module to identify eco-efficient trajectories while solving a bi-objective optimization problem that minimizes climate impact and operating costs. SolFinder 1.0 enables users to explore trajectory properties at varying locations of the Pareto fronts without prior knowledge of the problem results and to identify solutions that limit the cost of reducing the climate impact of a single flight.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/204333/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Decision-making strategies implemented in SolFinder 1.0 to identify eco-efficient aircraft trajectories: application study in AirTraf 3.0
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Castino, FedericaDelft University of Technology, Delft, NLhttps://orcid.org/0000-0002-7069-0356NICHT SPEZIFIZIERT
Yin, FeijiaDelft University of Technology, Delft, NLNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grewe, VolkerDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8012-6783NICHT SPEZIFIZIERT
Yamashita, HiroshiDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-2458-1826NICHT SPEZIFIZIERT
Matthes, SigrunDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-5114-2418NICHT SPEZIFIZIERT
Dietmüller, SimoneDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-9702-871XNICHT SPEZIFIZIERT
Baumann, SabineDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-4569-4443NICHT SPEZIFIZIERT
Soler, ManuelUniversidad Carlos III de Madrid, Madrid, Spainhttps://orcid.org/0000-0002-4664-1693NICHT SPEZIFIZIERT
Simorgh, AbolfazlUniversidad Carlos III de Madrid, Madrid, Spainhttps://orcid.org/0000-0002-8374-4915NICHT SPEZIFIZIERT
Mendiguchia Meuser, MaximilianDLR Lufttransportsystemehttps://orcid.org/0000-0002-2993-4400160066104
Linke, FlorianDLR LufttransportsystemeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lührs, BenjaminDLR LufttransportsystemeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2024
Erschienen in:Geoscientific Model Development
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:17
DOI:10.5194/gmd-17-4031-2024
Seitenbereich:Seiten 4031-4052
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1991-959X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Climate optimal routing, aviation, air traffic, climate effects, non-CO2, optimisation, Pareto front
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AI - Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt
Standort: Hamburg , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Institut für Luftverkehr
Hinterlegt von: Grewe, Prof. Dr. Volker
Hinterlegt am:22 Mai 2024 09:36
Letzte Änderung:23 Mai 2024 11:00

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