Compare commits

..

7 Commits

5 changed files with 37 additions and 75 deletions

50
APP.md
View File

@@ -1,50 +0,0 @@
Você é um especialista em UI/UX usando Streamlit.
[OBJETIVO]
- Construir uma interface gráfica para o arquivo main.py.
[REGRAS]
- A interface deve ser clean, moderna e intuitiva.
- Não crie gráficos que não sejam úteis.
[WORKSPACE]
- Você está em um ambiente Linux;
- O shell é fish;
- Coloque 'rtk' antes de todos os comandos;
- O ambiente venv foi criado usando 'uv';
- Rode scripts python com 'uv run ...';
- Adicione bibliotecas com 'uv add ...';
[PROJETO]
- Faça a interface toda em inglês;
- Crie uma aba chamada 'Data' com uma tabela do csv após filtragem e tratamento das variáveis;
- Crie uma aba chamada 'Fleet' com a tabela df_frota;
- Crie uma aba chamada 'Demand' com a tabela tabela_pax;
- Crie uma aba chamada 'Solver' com sliders para os parâmetros do problema:
- Frota de aeronaves;
- Período de operação;
- Local de origem;
- Local de destino;
- Número de aeronaves de cada tipo;
- Número de dias;
- Número de voos;
- Número de passageiros;
- Número de tripulantes;
- Número de bagagens;
- Número de aeronaves de cada tipo;
- Dentro da aba Solver coloque também, antes dos slides, o problema em 'matematiques' usando latex;
- No final da aba Solver, coloque um botão para resolver e uma caixa de texto com a saída do solver;
- Crie uma aba chamada 'Mapa' com um mapa da localização dos aeroportos na solução, com um slider por dia do ano;
- Crie uma aba chamada 'Resultados' com os resultados do solver, em tabelas. Coloque também o resultado não otimizado;
- Eu preciso saber também a quantiade de pernoites de uma aeronave em cada aeroporto.
- Desenhe a rota, ao selecionar a rota, um pop-up deve aparecer com informações sobre a rota (incluindo a aeronave e quantidade de pax e dias fora de sede);
- Mude a cor da rota caso seja uma rota de algum dia fora de sede.
- Crie um novo arquivo para este projeto, chamado main_app.py
- Utilize somente o Modelo VII
- Deixe o código bem documento usando doxygen
- Programe como um programado Senior usando Lean Code
- Antes de prosseguir, me mostre uma comparação para este projeto: Streamlit ou Shiny e eu decidirei qual o melhor.

View File

@@ -1,19 +1,23 @@
# Fleet Assignment Optimization - Força Aérea Brasileira
## Integrantes do Grupo
- 1T Willia
- 1T Lago
- 1T Figueiredo
- 1T Fialho
## Sobre o Projeto
O presente trabalho aborda o problema clássico de **Fleet Assignment** (Alocação de Frota) aplicado ao contexto do transporte logístico aéreo militar.
O sistema foi desenvolvido como uma aplicação interativa (Dashboard Web) acoplada a um modelo matemático avançado. O objetivo é designar de forma ótima os diferentes modelos de aeronaves de transporte (C-97, C-95M, C-105, KC-390, KC-30, C-99A, C-98 e C-98A) de seus respectivos Esquadrões para atender à matriz de passageiros solicitada.
O presente trabalho aborda o problema clássico de **Fleet Assignment** (Alocação de Frota) aplicado ao contexto do transporte logístico aéreo militar.
O sistema foi desenvolvido como uma aplicação interativa (Dashboard Web) acoplada a um modelo matemático avançado. O objetivo é designar de forma ótima os diferentes modelos de aeronaves de transporte (C-97, C-95M, C-105, KC-390, KC-30, C-99A, C-98 e C-98A) de seus respectivos Esquadrões para atender à matriz de passageiros solicitada.
A arquitetura equilibra a maximização do atendimento de passageiros com a **minimização dos custos logísticos** (consumo de combustível em litros e penalidades de pernoite em bases externas), tudo isso balizado por limites de alcance, velocidades, tamanho físico das frotas disponíveis nas bases (Emissores) e capacidade de passageiros de cada aeronave.
### O Modelo Matemático
O núcleo de otimização foi construído utilizando Programação Linear Inteira Mista (MILP) processada pelo solver **SCIP** (implementado com *Google OR-Tools*). A modelagem contempla:
O núcleo de otimização foi construído utilizando Programação Linear Inteira Mista (MILP) processada pelo solver **SCIP** (implementado com _Google OR-Tools_). A modelagem contempla:
- **Função Objetivo:** $\min \sum_{t} \sum_{r} (c_{r} \cdot x_{r,t}) + \sum_{t} \sum_{d} (M \cdot s_{d,t})$
O algoritmo minimiza o custo total de combustível das missões ($c_r$), somado à grande penalidade ($M$) associada às variáveis de folga ($s_{d,t}$), forçando a malha a alocar missões para não deixar passageiros para trás, sempre que exequível.
@@ -23,7 +27,9 @@ O núcleo de otimização foi construído utilizando Programação Linear Inteir
- **Limites de Estoque:** As decolagens originadas de uma localidade jamais podem exceder a propriedade física do $\text{MaxFleet}$ distribuída para o esquadrão emissor.
### Resultados Obtidos
A ferramenta é capaz de rodar a otimização global e extrair métricas gerenciais comparativas:
- **Baseline Fuel (Não-Otimizado):** O sistema isola qual seria o consumo nominal caso as demandas fossem atendidas de modo bruto.
- **Optimized Fuel Consumption:** Retorna o custo de combustível estrito gerado pelo motor SCIP.
- **Total Savings:** Revela à chefia o percentual quantitativo de economia gerada pela roteirização matemática contra o plano base.
@@ -32,7 +38,9 @@ A ferramenta é capaz de rodar a otimização global e extrair métricas gerenci
---
## 📂 Arquitetura do Projeto
O projeto foi estruturado utilizando padrões modernos de software:
```text
/
├── app/
@@ -54,27 +62,30 @@ O projeto foi estruturado utilizando padrões modernos de software:
## 🛠️ Guia de Instalação e Execução
### 1. Instalar o Python (3.12+)
Abra seu terminal/prompt e utilize o gerenciador de pacotes nativo do seu Sistema Operacional:
* **Windows (Winget):** `winget install Python.Python.3.12`
* **Ubuntu/Debian (APT):** `sudo apt update && sudo apt install python3 python3-pip python3-venv`
* **Fedora (DNF):** `sudo dnf install python3`
* **Arch Linux (Pacman):** `sudo pacman -S python`
* **macOS (Homebrew):** `brew install python`
- **Windows (Winget):** `winget install Python.Python.3.12`
- **Ubuntu/Debian (APT):** `sudo apt update && sudo apt install python3 python3-pip python3-venv`
- **Fedora (DNF):** `sudo dnf install python3`
- **Arch Linux (Pacman):** `sudo pacman -S python`
- **macOS (Homebrew):** `brew install python`
### 2. Instalar o Gerenciador `uv`
O projeto adota o `uv` (gerenciador de ambiente e dependências ultrarrápido em Rust):
* **macOS / Linux:**
- **macOS / Linux:**
```bash
curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh
```
* **Windows (PowerShell):**
- **Windows (PowerShell):**
```powershell
powershell -ExecutionPolicy ByPass -c "irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex"
```
### 3. Configurar Ambiente e Executar
Abra o terminal na pasta raiz deste projeto (onde este `README.md` e o arquivo `pyproject.toml` se encontram) e siga os passos abaixo:
1. **Sincronizar Dependências (Instalar tudo e criar a VENV automaticamente):**

View File

@@ -97,7 +97,7 @@ df_results = load_results()
def run_solver_subprocess(time_limit_sec, output_placeholder):
"""Spawns the optimization worker and streams logs to the UI."""
process = subprocess.Popen(
["uv", "run", "python", "-u", "solver_worker.py", str(time_limit_sec)],
["uv", "run", "python", "-u", "src/fleet_assignment/optimizer.py", str(time_limit_sec)],
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.STDOUT,
text=True,
@@ -207,20 +207,24 @@ with tab2:
# --- TAB 3: SOLVER ---
with tab3:
st.header("Mathematical Formulation")
st.latex(r"\min \sum_{t} \sum_{r} (c_{r} \cdot x_{r,t}) + \sum_{t} \sum_{d} (M \cdot s_{d,t})")
st.latex(r"\text{s.t.} \quad \sum_{m,e} (\text{cap}_{m} \cdot x_{m,e,r,t}) + s_{r,t} \ge \text{PAX}_{r,t} \quad \forall r, t")
st.latex(r"\sum_{t_{start} \le T \le t_{start} + \text{pernoites}} x_{m,e,r,t_{start}} \le \text{MaxFleet}_{m,e} \quad \forall m, e, T")
st.latex(r"\min \sum_{m,e,r,t} (c_{m,e,r} \cdot x_{m,e,r,t})")
st.latex(r"\text{s.t.} \quad \sum_{m,e} (\text{cap}_{m} \cdot x_{m,e,r,t}) \ge \text{PAX}_{r,t} \quad \forall r, t")
st.latex(r"\sum_{t_{start} \le T \le t_{start} + \text{overnights}} x_{m,e,r,t_{start}} \le \text{MaxFleet}_{m,e} \quad \forall m, e, T")
st.latex(r"\text{FlightTime}_{m,r} \cdot x_{m,e,r,t} \le \text{MaxDailyHours} \quad \forall m,e,r,t")
st.latex(r"\text{MissionTime}_{m,r} \le \text{MaxDaysOut} \quad \forall m,r")
st.markdown(r"""
**Dictionary of Variables:**
**Dictionary of Variables & Constraints:**
- $x_{m,e,r,t}$: Decision Variable (Integer). Number of aircraft of model $m$, from squadron $e$, allocated to route $r$ on day $t$.
- $c_r$: Estimated total fuel cost for the route $r$ mission, including overnight stay penalties if applicable.
- $s_{r,t}$: Slack Variable. Represents the passenger demand that could **not** be met on that day due to fleet limitations.
- $M$: High Penalty (Big M). Imposed on the system for each unit of slack activated, forcing the solver to meet demand whenever possible.
- $c_{m,e,r}$: Total fuel cost function: $c_{m,e,r} = \left( \frac{\text{Dist}_r \cdot \text{RangePenalty}}{\text{FuelConsumption}_m} \right) + (\text{overnights} \cdot \text{DailyPenalty}_m)$.
- $\text{RangePenalty}$: Applies a **25% penalty** multiplier ($1.25$) to the fuel burn if any leg of the mission exceeds the aircraft's maximum range.
- $\text{DailyPenalty}_m$: Equivalent to an extra daily fuel expenditure quota for each day the aircraft spends out of its base.
- $\text{cap}_m$: Maximum passenger capacity (seats) of aircraft $m$.
- $\text{PAX}_{r,t}$: Actual number of Air Force passengers needing to fly on route $r$ on day $t$.
- $\text{MaxFleet}_{m,e}$: Total physical aircraft available in squadron $e$ for model $m$.
- $T$: Temporal inspection window. Ensures aircraft blockade during overnight stays, preventing fleet duplication.
- $\text{MaxDailyHours}$: Maximum allowed flight time per day per aircraft (typically $12$ hours).
- $\text{MaxDaysOut}$: Maximum allowable time for a mission before returning to base (hard limit of $96$ hours / 4 days).
""")
if st.button("🚀 Run Global Optimization", type="primary"):
@@ -229,7 +233,8 @@ with tab3:
if run_solver_subprocess(300, log_placeholder):
st.success("Solver Finished! Results saved to CSV.")
st.session_state['new_results'] = True
load_results.clear()
st.rerun()
else:
st.error("Solver Failed or was aborted.")
@@ -237,9 +242,6 @@ with tab3:
with tab4:
st.header("Interactive Flight Map")
if st.session_state.get('new_results'):
df_results = load_results()
view_state = pdk.ViewState(latitude=-15.78, longitude=-47.92, zoom=3.5, pitch=45)
layers = []

View File

@@ -17,11 +17,10 @@ import sqlite3
# Ensure src module is visible if run standalone
sys.path.append(os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))))
from src.fleet_assignment.config import DB_PATH, RESULTS_FILE, COST_FILE
from src.fleet_assignment.config import DB_PATH, RESULTS_FILE, COST_FILE, JSON_AEROPORTOS, JSON_EMISSORES
def run_solver(time_limit_sec=300):
print(f"--- Starting Global Solver Worker (Limit: {time_limit_sec}s) ---")
JSON_AEROPORTOS = "airports.json"
conn = sqlite3.connect(DB_PATH)
df_frota_db = pd.read_sql_query("SELECT * FROM frota", conn)
@@ -34,7 +33,7 @@ def run_solver(time_limit_sec=300):
pax_demanda_completa = demands_db.groupby(['Data Apenas', 'Localidade Decolagem', 'Localidade Pouso'])['PAX'].sum().reset_index()
demands = pax_demanda_completa[pax_demanda_completa['PAX'] > 0].copy()
with open('emissores.json', 'r') as f:
with open(JSON_EMISSORES, 'r') as f:
emissores_data = json.load(f)[0]
icaos_emissores = list(emissores_data.values())