feat: adiciona Modelo 3 minimizando aeronaves com a consideração do tempo de solo (TAT) de 40 minutos

create_nb.py

@@ -449,6 +449,125 @@ print("\\n== QUADRO DE HORÁRIOS DIÁRIOS ==")
 print(tabulate(tabela_horarios, headers=["Aeronave", "Origem", "Destino", "Tipo", "Partida", "Chegada", "Duração"], tablefmt="github"))
 """))
 
+# Cell 13: Markdown Modelo 3
+cells.append(nbf.v4.new_markdown_cell("""## 6. Modelo 3: Minimização de Aeronaves com TAT (Turnaround Time)
+Nesta variação do Modelo 2, adicionamos uma restrição crítica da vida real: o Tempo de Solo ou **Turnaround Time (TAT)**.
+Considerações:
+- TAT estipulado: 40 minutos (0.66 horas) por cada voo (tempo necessário para desembarque, reabastecimento, verificações e embarque).
+- O tempo total de dedicação de uma aeronave por ciclo passa a ser a soma do seu Tempo de Voo + 40 minutos de TAT no aeroporto de destino.
+"""))
+
+# Cell 14: Code Modelo 3
+cells.append(nbf.v4.new_code_cell("""# 3. Modelagem Matemática Modelo 3 (Pulp) com TAT
+prob3 = pulp.LpProblem("Minimizar_Aeronaves_TAT", pulp.LpMinimize)
+
+# Variáveis
+Y3 = pulp.LpVariable.dicts("Y3", [(o, d) for o in aeroportos_malha for d in aeroportos_malha], lowBound=0, cat='Integer')
+N3 = pulp.LpVariable("N3", lowBound=0, cat='Integer')
+
+TAT_horas = 40.0 / 60.0
+
+# Função Objetivo
+prob3 += N3 + 0.0001 * pulp.lpSum([Y3[(i, j)] * tempos_voo[(i, j)] for i in aeroportos_malha for j in aeroportos_malha])
+
+# Restrição de fluxo
+for no in aeroportos_malha:
+    chegadas = pulp.lpSum([D[(i, no)] + Y3[(i, no)] for i in aeroportos_malha])
+    partidas = pulp.lpSum([D[(no, j)] + Y3[(no, j)] for j in aeroportos_malha])
+    prob3 += chegadas == partidas
+
+# Restrição de tempo com TAT
+# Cada voo (D ou Y) consome tempo de voo + TAT
+tempo_total_operacional = pulp.lpSum([(D[(i, j)] + Y3[(i, j)]) * (tempos_voo[(i, j)] + TAT_horas) for i in aeroportos_malha for j in aeroportos_malha])
+prob3 += tempo_total_operacional <= N3 * 24.0
+
+# Solução
+prob3.solve(pulp.PULP_CBC_CMD(msg=False))
+
+print("\\n== RESULTADO DO MODELO 3 (COM 40 MIN DE SOLO) ==")
+print(f"Status: {pulp.LpStatus[prob3.status]}")
+print(f"Número mínimo absoluto de aeronaves C-97 necessárias: {int(N3.varValue)}")
+
+tempo_voo_puro = sum([(D[(i, j)] + Y3[(i, j)].varValue) * tempos_voo[(i, j)] for i in aeroportos_malha for j in aeroportos_malha])
+total_voos_realizados = sum([(D[(i, j)] + Y3[(i, j)].varValue) for i in aeroportos_malha for j in aeroportos_malha])
+tempo_solo_total = total_voos_realizados * TAT_horas
+
+print(f"Tempo total de voo puro: {tempo_voo_puro:.2f} horas")
+print(f"Tempo total gasto em solo (TAT): {tempo_solo_total:.2f} horas")
+print(f"Tempo total operacional comprometido: {tempo_voo_puro + tempo_solo_total:.2f} horas")
+if N3.varValue > 0:
+    print(f"Taxa de ocupação da frota (Tempo Operacional / Tempo Disponível): {((tempo_voo_puro + tempo_solo_total) / (N3.varValue * 24)) * 100:.1f}%\\n")
+
+# GERAR TABELA DE HORÁRIOS COM TABULATE E DATETIME
+voos_para_fazer3 = []
+D_copy3 = {k: v for k, v in D.items()}
+
+for i in aeroportos_malha:
+    for j in aeroportos_malha:
+        total_voos3 = D[(i, j)] + int(Y3[(i, j)].varValue)
+        for _ in range(total_voos3):
+            if D_copy3[(i, j)] > 0:
+                tipo = 'Passageiro'
+                D_copy3[(i, j)] -= 1
+            else:
+                tipo = 'Vazio (Reposicionamento)'
+            voos_para_fazer3.append({'origem': i, 'destino': j, 'tipo': tipo, 'tempo': tempos_voo[(i, j)]})
+
+tabela_horarios3 = []
+aeronave_id3 = 1
+
+while voos_para_fazer3:
+    voo_atual = voos_para_fazer3.pop(0)
+    hora_atual = datetime.datetime(2025, 1, 1, 0, 0, 0)
+    
+    tempo_delta = datetime.timedelta(hours=voo_atual['tempo'])
+    hora_chegada = hora_atual + tempo_delta
+    
+    tabela_horarios3.append([
+        f"Aeronave {aeronave_id3}",
+        voo_atual['origem'],
+        voo_atual['destino'],
+        voo_atual['tipo'],
+        hora_atual.strftime('%H:%M'),
+        hora_chegada.strftime('%H:%M'),
+        f"{voo_atual['tempo']:.2f} h"
+    ])
+    
+    # Próxima partida só depois do TAT de 40 min
+    hora_atual = hora_chegada + datetime.timedelta(minutes=40)
+    local_atual = voo_atual['destino']
+    
+    while True:
+        prox_voo = None
+        for idx, v in enumerate(voos_para_fazer3):
+            if v['origem'] == local_atual:
+                if (hora_atual - datetime.datetime(2025, 1, 1, 0, 0, 0) + datetime.timedelta(hours=v['tempo'])).total_seconds() <= 24 * 3600:
+                    prox_voo = voos_para_fazer3.pop(idx)
+                    break
+        
+        if prox_voo:
+            tempo_delta = datetime.timedelta(hours=prox_voo['tempo'])
+            hora_chegada = hora_atual + tempo_delta
+            tabela_horarios3.append([
+                f"Aeronave {aeronave_id3}",
+                prox_voo['origem'],
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+                hora_atual.strftime('%H:%M'),
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+                f"{prox_voo['tempo']:.2f} h"
+            ])
+            hora_atual = hora_chegada + datetime.timedelta(minutes=40)
+            local_atual = prox_voo['destino']
+        else:
+            break
+            
+    aeronave_id3 += 1
+
+print("== QUADRO DE HORÁRIOS DIÁRIOS (COM 40 MIN TAT) ==")
+print(tabulate(tabela_horarios3, headers=["Aeronave", "Origem", "Destino", "Tipo", "Partida", "Chegada", "Duração Voo"], tablefmt="github"))
+"""))
+
 nb.cells = cells
 
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     "# Alocação de Frotas (Fleet Scheduling) - Aeronaves C-97\n",
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     "## 1. Leitura e Limpeza dos Dados\n",
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     "## 2. Análise dos Esquadrões e Matrículas (Aeronaves)\n",
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     "## 3. Análise Estatística das Demandas Diárias\n",
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       "| Aeronave 1 | SBGL     | SBGR      | Passageiro               | 00:00     | 00:51     | 0.86 h    |\n",
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-      "| Aeronave 1 | SBGL     | SBSJ      | Passageiro               | 01:43     | 02:24     | 0.69 h    |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBGL     | SBBR      | Passageiro               | 01:43     | 04:02     | 2.33 h    |\n",
-      "| Aeronave 1 | SBSJ     | SBGL      | Passageiro               | 02:24     | 03:06     | 0.69 h    |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBBR     | SBGL      | Passageiro               | 04:02     | 06:22     | 2.33 h    |\n",
-      "| Aeronave 1 | SBGL     | SBBR      | Passageiro               | 03:06     | 05:26     | 2.33 h    |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBGL     | SBSJ      | Passageiro               | 06:22     | 07:03     | 0.69 h    |\n",
-      "| Aeronave 1 | SBBR     | SBGL      | Passageiro               | 05:26     | 07:45     | 2.33 h    |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBSJ     | SBGL      | Passageiro               | 07:03     | 07:45     | 0.69 h    |\n",
       "| Aeronave 2 | SBGR     | SBBR      | Passageiro               | 00:00     | 02:10     | 2.17 h    |\n",
       "| Aeronave 2 | SBBR     | SBGR      | Passageiro               | 02:10     | 04:20     | 2.17 h    |\n",
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+      "| Aeronave 3 | SBBR     | SBAN      | Passageiro               | 00:00     | 00:18     | 0.30 h    |\n",
-      "| Aeronave 3 | SBSJ     | SBBR      | Passageiro               | 02:08     | 04:17     | 2.15 h    |\n",
+      "| Aeronave 3 | SBAN     | SBSJ      | Vazio (Reposicionamento) | 00:18     | 02:26     | 2.14 h    |\n",
-      "| Aeronave 3 | SBBR     | SBAN      | Passageiro               | 04:17     | 04:35     | 0.30 h    |\n"
+      "| Aeronave 3 | SBSJ     | SBBR      | Passageiro               | 02:26     | 04:35     | 2.15 h    |\n"
      ]
     }
    ],
@@ -832,6 +832,172 @@
     "print(\"\\n== QUADRO DE HORÁRIOS DIÁRIOS ==\")\n",
     "print(tabulate(tabela_horarios, headers=[\"Aeronave\", \"Origem\", \"Destino\", \"Tipo\", \"Partida\", \"Chegada\", \"Duração\"], tablefmt=\"github\"))\n"
    ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "id": "2daf591f",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "## 6. Modelo 3: Minimização de Aeronaves com TAT (Turnaround Time)\n",
+    "Nesta variação do Modelo 2, adicionamos uma restrição crítica da vida real: o Tempo de Solo ou **Turnaround Time (TAT)**.\n",
+    "Considerações:\n",
+    "- TAT estipulado: 40 minutos (0.66 horas) por cada voo (tempo necessário para desembarque, reabastecimento, verificações e embarque).\n",
+    "- O tempo total de dedicação de uma aeronave por ciclo passa a ser a soma do seu Tempo de Voo + 40 minutos de TAT no aeroporto de destino.\n"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 8,
+   "id": "4d54330a",
+   "metadata": {
+    "execution": {
+     "iopub.execute_input": "2026-06-07T23:44:13.108816Z",
+     "iopub.status.busy": "2026-06-07T23:44:13.108593Z",
+     "iopub.status.idle": "2026-06-07T23:44:13.126370Z",
+     "shell.execute_reply": "2026-06-07T23:44:13.125849Z"
+    }
+   },
+   "outputs": [
+    {
+     "name": "stdout",
+     "output_type": "stream",
+     "text": [
+      "\n",
+      "== RESULTADO DO MODELO 3 (COM 40 MIN DE SOLO) ==\n",
+      "Status: Optimal\n",
+      "Número mínimo absoluto de aeronaves C-97 necessárias: 2\n",
+      "Tempo total de voo puro: 16.70 horas\n",
+      "Tempo total gasto em solo (TAT): 7.33 horas\n",
+      "Tempo total operacional comprometido: 24.04 horas\n",
+      "Taxa de ocupação da frota (Tempo Operacional / Tempo Disponível): 50.1%\n",
+      "\n",
+      "== QUADRO DE HORÁRIOS DIÁRIOS (COM 40 MIN TAT) ==\n",
+      "| Aeronave   | Origem   | Destino   | Tipo                     | Partida   | Chegada   | Duração Voo   |\n",
+      "|------------|----------|-----------|--------------------------|-----------|-----------|---------------|\n",
+      "| Aeronave 1 | SBGL     | SBGR      | Passageiro               | 00:00     | 00:51     | 0.86 h        |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBGR     | SBGL      | Passageiro               | 01:31     | 02:23     | 0.86 h        |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBGL     | SBBR      | Passageiro               | 03:03     | 05:22     | 2.33 h        |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBBR     | SBGL      | Passageiro               | 06:02     | 08:22     | 2.33 h        |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBGL     | SBSJ      | Passageiro               | 09:02     | 09:43     | 0.69 h        |\n",
+      "| Aeronave 1 | SBSJ     | SBGL      | Passageiro               | 10:23     | 11:05     | 0.69 h        |\n",
+      "| Aeronave 2 | SBGR     | SBBR      | Passageiro               | 00:00     | 02:10     | 2.17 h        |\n",
+      "| Aeronave 2 | SBBR     | SBGR      | Passageiro               | 02:50     | 05:00     | 2.17 h        |\n",
+      "| Aeronave 3 | SBBR     | SBAN      | Passageiro               | 00:00     | 00:18     | 0.30 h        |\n",
+      "| Aeronave 3 | SBAN     | SBSJ      | Vazio (Reposicionamento) | 00:58     | 03:06     | 2.14 h        |\n",
+      "| Aeronave 3 | SBSJ     | SBBR      | Passageiro               | 03:46     | 05:55     | 2.15 h        |\n"
+     ]
+    }
+   ],
+   "source": [
+    "# 3. Modelagem Matemática Modelo 3 (Pulp) com TAT\n",
+    "prob3 = pulp.LpProblem(\"Minimizar_Aeronaves_TAT\", pulp.LpMinimize)\n",
+    "\n",
+    "# Variáveis\n",
+    "Y3 = pulp.LpVariable.dicts(\"Y3\", [(o, d) for o in aeroportos_malha for d in aeroportos_malha], lowBound=0, cat='Integer')\n",
+    "N3 = pulp.LpVariable(\"N3\", lowBound=0, cat='Integer')\n",
+    "\n",
+    "TAT_horas = 40.0 / 60.0\n",
+    "\n",
+    "# Função Objetivo\n",
+    "prob3 += N3 + 0.0001 * pulp.lpSum([Y3[(i, j)] * tempos_voo[(i, j)] for i in aeroportos_malha for j in aeroportos_malha])\n",
+    "\n",
+    "# Restrição de fluxo\n",
+    "for no in aeroportos_malha:\n",
+    "    chegadas = pulp.lpSum([D[(i, no)] + Y3[(i, no)] for i in aeroportos_malha])\n",
+    "    partidas = pulp.lpSum([D[(no, j)] + Y3[(no, j)] for j in aeroportos_malha])\n",
+    "    prob3 += chegadas == partidas\n",
+    "\n",
+    "# Restrição de tempo com TAT\n",
+    "# Cada voo (D ou Y) consome tempo de voo + TAT\n",
+    "tempo_total_operacional = pulp.lpSum([(D[(i, j)] + Y3[(i, j)]) * (tempos_voo[(i, j)] + TAT_horas) for i in aeroportos_malha for j in aeroportos_malha])\n",
+    "prob3 += tempo_total_operacional <= N3 * 24.0\n",
+    "\n",
+    "# Solução\n",
+    "prob3.solve(pulp.PULP_CBC_CMD(msg=False))\n",
+    "\n",
+    "print(\"\\n== RESULTADO DO MODELO 3 (COM 40 MIN DE SOLO) ==\")\n",
+    "print(f\"Status: {pulp.LpStatus[prob3.status]}\")\n",
+    "print(f\"Número mínimo absoluto de aeronaves C-97 necessárias: {int(N3.varValue)}\")\n",
+    "\n",
+    "tempo_voo_puro = sum([(D[(i, j)] + Y3[(i, j)].varValue) * tempos_voo[(i, j)] for i in aeroportos_malha for j in aeroportos_malha])\n",
+    "total_voos_realizados = sum([(D[(i, j)] + Y3[(i, j)].varValue) for i in aeroportos_malha for j in aeroportos_malha])\n",
+    "tempo_solo_total = total_voos_realizados * TAT_horas\n",
+    "\n",
+    "print(f\"Tempo total de voo puro: {tempo_voo_puro:.2f} horas\")\n",
+    "print(f\"Tempo total gasto em solo (TAT): {tempo_solo_total:.2f} horas\")\n",
+    "print(f\"Tempo total operacional comprometido: {tempo_voo_puro + tempo_solo_total:.2f} horas\")\n",
+    "if N3.varValue > 0:\n",
+    "    print(f\"Taxa de ocupação da frota (Tempo Operacional / Tempo Disponível): {((tempo_voo_puro + tempo_solo_total) / (N3.varValue * 24)) * 100:.1f}%\\n\")\n",
+    "\n",
+    "# GERAR TABELA DE HORÁRIOS COM TABULATE E DATETIME\n",
+    "voos_para_fazer3 = []\n",
+    "D_copy3 = {k: v for k, v in D.items()}\n",
+    "\n",
+    "for i in aeroportos_malha:\n",
+    "    for j in aeroportos_malha:\n",
+    "        total_voos3 = D[(i, j)] + int(Y3[(i, j)].varValue)\n",
+    "        for _ in range(total_voos3):\n",
+    "            if D_copy3[(i, j)] > 0:\n",
+    "                tipo = 'Passageiro'\n",
+    "                D_copy3[(i, j)] -= 1\n",
+    "            else:\n",
+    "                tipo = 'Vazio (Reposicionamento)'\n",
+    "            voos_para_fazer3.append({'origem': i, 'destino': j, 'tipo': tipo, 'tempo': tempos_voo[(i, j)]})\n",
+    "\n",
+    "tabela_horarios3 = []\n",
+    "aeronave_id3 = 1\n",
+    "\n",
+    "while voos_para_fazer3:\n",
+    "    voo_atual = voos_para_fazer3.pop(0)\n",
+    "    hora_atual = datetime.datetime(2025, 1, 1, 0, 0, 0)\n",
+    "    \n",
+    "    tempo_delta = datetime.timedelta(hours=voo_atual['tempo'])\n",
+    "    hora_chegada = hora_atual + tempo_delta\n",
+    "    \n",
+    "    tabela_horarios3.append([\n",
+    "        f\"Aeronave {aeronave_id3}\",\n",
+    "        voo_atual['origem'],\n",
+    "        voo_atual['destino'],\n",
+    "        voo_atual['tipo'],\n",
+    "        hora_atual.strftime('%H:%M'),\n",
+    "        hora_chegada.strftime('%H:%M'),\n",
+    "        f\"{voo_atual['tempo']:.2f} h\"\n",
+    "    ])\n",
+    "    \n",
+    "    # Próxima partida só depois do TAT de 40 min\n",
+    "    hora_atual = hora_chegada + datetime.timedelta(minutes=40)\n",
+    "    local_atual = voo_atual['destino']\n",
+    "    \n",
+    "    while True:\n",
+    "        prox_voo = None\n",
+    "        for idx, v in enumerate(voos_para_fazer3):\n",
+    "            if v['origem'] == local_atual:\n",
+    "                if (hora_atual - datetime.datetime(2025, 1, 1, 0, 0, 0) + datetime.timedelta(hours=v['tempo'])).total_seconds() <= 24 * 3600:\n",
+    "                    prox_voo = voos_para_fazer3.pop(idx)\n",
+    "                    break\n",
+    "        \n",
+    "        if prox_voo:\n",
+    "            tempo_delta = datetime.timedelta(hours=prox_voo['tempo'])\n",
+    "            hora_chegada = hora_atual + tempo_delta\n",
+    "            tabela_horarios3.append([\n",
+    "                f\"Aeronave {aeronave_id3}\",\n",
+    "                prox_voo['origem'],\n",
+    "                prox_voo['destino'],\n",
+    "                prox_voo['tipo'],\n",
+    "                hora_atual.strftime('%H:%M'),\n",
+    "                hora_chegada.strftime('%H:%M'),\n",
+    "                f\"{prox_voo['tempo']:.2f} h\"\n",
+    "            ])\n",
+    "            hora_atual = hora_chegada + datetime.timedelta(minutes=40)\n",
+    "            local_atual = prox_voo['destino']\n",
+    "        else:\n",
+    "            break\n",
+    "            \n",
+    "    aeronave_id3 += 1\n",
+    "\n",
+    "print(\"== QUADRO DE HORÁRIOS DIÁRIOS (COM 40 MIN TAT) ==\")\n",
+    "print(tabulate(tabela_horarios3, headers=[\"Aeronave\", \"Origem\", \"Destino\", \"Tipo\", \"Partida\", \"Chegada\", \"Duração Voo\"], tablefmt=\"github\"))\n"
+   ]
   }
  ],
  "metadata": {