Modelo matemático para a gestão de escalas de serviço para controladores de tráfego aéreo

Abstract

Resumo: O espaço aéreo sob responsabilidade brasileira passa dos 20.000.000 km² (vinte milhões de km²) e para garantir a segurança de todas as aeronaves no espaço aéreo durantes as diversas fases do voo, os Serviços de Tráfego Aéreo funcionam ininterruptamente, sendo necessário que os profissionais desta área trabalhem em regime de escalas. Estudos indicam que profissionais sujeitos a esse regime de trabalho sofrem efeitos em decorrência de fatores relacionados aos horários irregulares, incluindo trabalhos noturnos. Este trabalho apresenta um modelo matemático de programação linear inteira misto desenvolvido para a designação de escalas de serviço para operadores de um Centro de Controle de Área, onde se realiza o controle de tráfego aéreo. A proposição deste modelo objetiva a maximização das preferências declaradas pelos Controladores e a redução dos custos, considerando restrições opcionais ou de qualidade (restrições soft) e restrições obrigatórias (restrições hard). As declarações de preferências dos operadores pelas designações foram alvo de um estudo buscando identificar qual a melhor composição das declarações para uma boa gestão das escalas em questões de satisfação com o trabalho e qualidade de vida dos profissionais. Foram definidos os cenários para análise e as instâncias para testes em tamanho real, com 120 trabalhadores e considerando um horizonte de planejamento de um mês. O modelo demonstrou capacidade de utilização e encontrou soluções ótimas em grande parte das instâncias em tempos computacionais considerados baixos em média. Dois cenários foram escolhidos como os melhores para a gestão das escalas de serviço, a partir da análise das soluções encontradas, identificou-se que o modelo é capaz de atender 83% das preferências indicadas pelos profissionais, proporcionando aumento na satisfação com o trabalho. O modelo também possibilita que os profissionais tenham mais liberdade na gestão dos horários de trabalho, uma vez que é possível indicar combinações de suas preferências para folgas, tendo em vista que essas indicações foram atendidas em mais de 99% dos casos. Estes resultados demonstram que o modelo é uma ferramenta adequada para a gestão das escalas de serviço para Controladores de Tráfego Aéreo minimizando os efeitos negativos relacionados ao regime de trabalho por escalas, como a redução dos níveis de fadiga, melhora na qualidade do sono e no bem-estar no trabalho, melhores condições para participar de atividades de lazer, entre outros. Palavras-chave: Escala de Serviço. Controle de Tráfego Aéreo. Programação Linear Inteira Mista. Qualidade de Vida no Trabalho.

Abstract: The airspace under Brazilian responsibility goes from 20,000,000 km² (twenty million km²) and to guarantee the safety of all aircraft in the airspace during the various phases of the flight, the Air Traffic Services operate around the clock, being necessary that the professionals work in scales. Studies indicate that professionals subject to this work regime suffer effects due to factors related to irregular hours, including night work. This work presents a mathematical model of mixed integer linear programming developed for the designation of shifts work for Air Traffic Controllers in a center control, which aims to maximize the preferences declared by workers and reduce costs, considering optional or quality restrictions (soft constraints) and mandatory restrictions (hard constraints). The operators' declarations of preference for the designations were the subject of a study seeking to identify the best composition of the declarations for a good management of the shifts in matters of satisfaction with the work and quality of life of the professionals. Scenarios for analysis and instances for life-size tests were defined, with 120 workers and considering a planning horizon of one month. The model demonstrated usability and found optimal solutions in most instances in computational times considered low on average. Two scenarios were chosen as the best ones for the management of shifts schedules, from the analysis of the results found. It was identified that the model is capable of meeting 83% of the preferences indicated by the professionals, providing an increase in job satisfaction. The model also allows professionals to have more freedom in the management of working hours, since it is possible to indicate combinations of their preferences for time off, given that these indications were met in more than 99% of cases. These results demonstrate that the model is an adequate tool for the management of shift scheduling for Air Traffic Controllers, minimizing the negative effects related to the work regime by scales, such as the reduction of fatigue levels, improvement in the quality of sleep and well-being at work, better conditions to participate in leisure activities, among others. Keywords: Shift Scheduling. Air Traffic Control. Mixed Integer Linear Programming. Quality of Life at Work.