Час повороту літака

Роль комп'ютерного моделювання у скороченні часу повороту літака

Час повороту літака - час, необхідний для вивантаження літака після його прибуття до воріт і для підготовки його до вильоту знову - збільшився з середини 1970-х. Компанія Boeing створила комп’ютерне моделювання, яке може допомогти авіакомпаніям скоротити один із ключових елементів часу повороту: посадка пасажирів (посадки та висадки). Зменшення часу посадки пасажирів може значно зменшити проміжок часу між прибутковими рейсами, а отже, збільшити прибутковість авіакомпаній.

Оскільки авіакомпанії стикаються зі зростаючим тиском з метою підвищення прибутковості, вони прагнуть перевезти найбільшу кількість пасажирів, здійснивши їх, зберігаючи при цьому свій флот у службі прибутку, наскільки це можливо - все без шкоди зручності пасажирів.

Одним із способів пересування авіаліній до цієї мети є зменшення часу повороту літака. Час повороту - це час, необхідний для вивантаження літака після прибуття до воріт та забезпечення готовності та завантаження літака до наступного вильоту. Найбільш значущими елементами часу повороту є висаджування пасажирів та висаджування пасажирів, завантаження та розвантаження вантажів, заправка літаків, прибирання салону та обслуговування камбуза. (Фігура 1)

Для багатьох авіакомпаній найбільшим фактором часу повороту є процес посадки пасажирів. Boeing провів дослідження, щоб допомогти зрозуміти внесок літака в поворот часу. Компанія постійно працює з авіакомпаніями-клієнтами над розробкою даних та інструментів, необхідних для зменшення часу повороту, не впливаючи суттєво на зручність пасажирів.

Під час навчання Boeing враховував наступне:
1 Історичні тенденції.
2 Існуюча документація про час повороту.
3 Засоби комп’ютерного моделювання.
4 Моделювання дискретних подій.
5 Перевірка та тестування моделювання.
6 Застосування комп'ютерного моделювання.

1 ІСТОРИЧНІ ТЕНДЕНЦІЇ
Більшість стандартного парку кузовів зазнає поступового збільшення часу повороту літака з 1975 року. Корисним показником є повідомлення про збільшення часу проїзду в середній час, наземний час, необхідний для рейсів, що прямують до інших пунктів призначення. (рисунок 2) Збільшення часу повороту додатково підтверджується дослідженнями рівня посадки на борт Boeing. З 1970 року фактична швидкість, з якою пасажири сідали в літак (швидкість польоту), сповільнилась більш ніж на 50 відсотків, до 9 пасажирів на хвилину. (рисунок 3) Подібне збільшення часу зупинки та швидкості посадки спостерігалося для літаків із широким корпусом. Як правило, тенденції пояснюються збільшенням ручної поклажі пасажирів, більшим акцентом на зручність пасажирів, демографічні показники пасажирів, стратегії обслуговування авіакомпаній та відстань польоту літака (довжина етапу). Boeing вважає, що ці тенденції будуть тривати, якщо не зрозуміти першопричини та не розробити нові інструменти та процеси, щоб змінити цю тенденцію.

2 ІСНУЮЧА ДОКУМЕНТАЦІЯ ЧАСУ
Boeing протягом багатьох років задокументував час повороту літака, включаючи процес завантаження пасажирів. Ця документація описує "загальний" час потоку, очікуваний для кожного літака. (Малюнок 1) Інформація допомагає авіакомпанії скласти графік наземного часу та встановити процедури наземного обслуговування літака. Однак загальний характер цієї інформації не допомагає авіакомпаніям оцінити альтернативні процедури, які можуть скоротити час потоку, або допомогти авіакомпаніям передбачити вплив цих процедур на зручність пасажирів.

3 КОМП'ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ
Boeing розробив комп'ютерну імітаційну модель, щоб допомогти авіакомпаніям скоротити час повороту. Ця модель аналізує вплив змін конфігурації салону та змін у процедурах посадки пасажирів на процес посадки пасажирів. Моделювання може кількісно визначити потенційні зміни, які авіакомпанія зазвичай ідентифікує лише шляхом дорогих та потенційно руйнівних експериментів в експлуатації. Хоча використання моделі не повністю усуває необхідність проведення випробувань навантаження пасажирів, воно може ефективно оцінити очікуваний результат. Це дозволяє авіакомпанії обмежити випробування в експлуатації.

Запропоноване Boeing Passenger Enplane/Deplane Simulation (PEDS), це моделювання допомагає користувачеві оцінювати різні сценарії посадки пасажирів та конфігурації інтер’єру літака. Моделювання:

Розраховує час навантаження та розвантаження пасажирів, дозволяючи авіакомпанії аналітично проводити дослідження торгівлі часом повороту.
Дозволяє змінювати окремі фактори, такі як конфігурація салону, пасажирський склад та сценарії посадки, а потім оцінює очікувану економію часу.
Оцінює потенційні зміни в конфігураціях інтер’єру.
Оцінює вплив поведінки пасажирів, пов’язаної з різними групами подорожей.
Допомагає кількісно оцінити вплив змін поведінки пасажирів, з якими авіакомпанія може зіткнутися з часом.

4 ДИСКРЕТНА МОДЕЛЮВАННЯ ПОДІЇ
PEDS аналізує процес посадки пасажирів як сукупність взаємопов’язаних елементів за допомогою техніки, яка називається дискретною імітацією подій. Ця техніка моделювання використовує комп'ютерне програмне забезпечення для поєднання ефектів математичної теорії масового обслуговування з аналізом випадкової поведінки.

Випадкова поведінка, пов’язана із завантаженням пасажирів, може мати місце або в термінах діяльності (коли трапляються події), або в рішеннях про дії (як люди діють). Чим складнішими є загальна діяльність, тим складніше точно прогнозувати наслідки випадкової поведінки.

Boeing почав використовувати дискретне моделювання подій, щоб зрозуміти взаємодію в заводських умовах. У 1994 році Боїнг почав застосовувати модель дискретних подій у дослідженнях посадки пасажирів. PEDS присвоює кожному пасажиру певні атрибути, такі як швидкість ходьби, тип ручної поклажі, час здачі багажу та стосунки з іншими пасажирами (подорожуючи самостійно або з групою). Моделювання пояснює випадкову поведінку, застосовуючи розподіл ймовірностей до атрибутів пасажира.

При дискретному моделюванні подій кожна діяльність відбувається через певні проміжки часу. Діяльність починається, продовжується протягом певного періоду часу, а потім припиняється. Подібно до автомобіля, що проїжджає міською вулицею, кожен пасажир літака заходить до салону та «їде» на призначене йому місце. Різні інші види діяльності, такі як пасажири, що стоять у проході, допомагають членам сім’ї або чекають зберігання багажу в надземних контейнерах, виступають в якості світлофора, який заважає пасажирам проскочити через салон до своїх місць. PEDS розбиває процес завантаження пасажирів на низку кінцевих елементів запуску, руху, зупинки, очікування та перезапуску, починаючи з моменту, коли перший пасажир потрапляє в салон, і закінчуючи, коли сідає останній пасажир.

У комп’ютерній моделі інженери використовують програмне забезпечення для створення математичної сцени інтер’єру літака в комплекті з сидіннями, накладними контейнерами, проходами та дверима. Кожен пасажир моделюється індивідуально і йому присвоюються атрибути, які описують певний сегмент подорожуючого населення. Потім моделювання керує рішеннями кожного пасажира на основі цих атрибутів і часу кожної події (очікування чи руху) під час проїзду через салон.