Симуляция и GA-оптимизация для моделирования работы пассажирских терминалов аэропорта
По Дойна Олару * и Стивен Эмери - Университет Западной Австралии Обзор
Постоянный рост воздушного движения и новые меры безопасности, введенные для защиты гражданской авиации, это вызов многочисленным аэропортам с точки зрения их потенциала и их показателей.
Симуляция представляет собой "стандартный инструмент" для моделирования стохастических систем массового обслуживания, но в оченьредких случаях гибридизации моделирования происходит с оптимизацией для повышения результатов моделирования (Ван Дейк и др.., 2006). В настоящем документе сообщается о такой комбинированной модели, разработанной напривокзальной пассажирского терминала, для того, чтобы оценить производительность терминала, и потенциальные последствия изменений в работе (Андреатта и соавт., 2007). Эти изменения включают изменениеграфиков самолетов, внедрение сканирования багажа и изменений,посвященных мульти - авиакомпанейным стойкам регистрации.
Дискретная имитационная модель событий строится с использованием платформы Extend V.6 (ImagineThat) и включает в себя все пассажирские операции, необходимые для отправления самолета (прибытия пассажиров от автостоянки / туристических автобусов, регистрации, досмотра, в ожидании у ворот залах или коммерческой / рекреационной зоне, и интернатов). Существуют многочисленные работающие авиакомпании и в настоящее время выбирают регистрацию в пунктах. Это вероятно будет менее эффективно, особенно когда время между вылетающими рейсами снижается. Задержка вылетов самолетов влияет на время ожидания пассажиров и уровень обслуживания. Кроме того, проверки безопасности (рентгеновские и проходных обнаружения оборудования, а затем следы взрывного обнаружения) может представлять собой опасное место в системе, если запланированные вылеты воздушных судов стали слишком близки друг к другу.
Эта модель отражает основные процессы очереди и выводит подробные результаты в какой-либо очереди в терминале и на уровне услуг (LOS) в любую минуту. В целях оптимизации модели применяется оценка времени ожидания, рекомендуемая IATA ($ 40/мин). Модель предупреждает ситуации, когда ЛОС меньше или равна IATA уровня С в течение пикового раза и также оказывает помощь по вопросам как облегчить такие ситуации с использованием GA-оптимизатора (например, при определенном графике вылетов, он открывает / закрывает объекты для сокращения задержек).
Модель может помочь руководству оценить эффективность всего комплекса работ в терминале отправления. области Проверка и подтверждение модели была достигнута с помощью консультаций с руководством аэропорта и сбором данных сделанным в двух случаях.
CAITR – 2007 - 29 Конференции Австралийского института транспортных исследований, Аделаида, 5 - 7 декабря 2007 года.
Ключевые слова: управление аэропортом, оптимизация, моделирование.
1 Введение
Основной целью планирования аэропортов и планирование деятельности заключается в оптимизации использования инфраструктуры и эксплуатационных расходов (Зографос и MADAS, 2006; MADAS и Зографос, 2008). Таким образом, алгоритмы и решения оптимизации неэффективного функционирования имеют большое значение для терминалов аэропорта.
Традиционно, исследованиям операций (OR) было поручено предложить ответы на планирование операций, и проблема разложения была успешной стратегией решения в сочетании с очень быстрым и эффективными алгоритмам. Ян и Тан (2007) исследовали ворота назначения как результат стохастических задержек использованием целочисленного программирования с тремя эвристическими методами. Чу (2007), использовал для целей программирование экипажа дежурство в Гонконгском аэропорту Bäuerle (2007) применили очереди моделей для анализа времени ожидания прибывающих самолетов и отношения с мощностью в аэропортах с одной или двумя взлетно-посадочными полосами. Однако, повторим, что «анализы, которые расширяют понимание того, как изменения в "медленных" динамичных системах влияют на решения в "быстрых" системах решались с помощью моделирования (банки, 1998; Roanes-Лозано и др., 2004 , Ван Дейк и др., 2006;. Андреатта и др., 2007)..
Моделирование исследований:
сосредоточить внимание на конкретных подсистемах в работающем аэропорту (управление движением, пассажирский багаж в потоках, моделирование воздушного пространства, аэродрома, или терминала операций) - Kaltenhauser 2003 г. Ван Landeghem и Beuselinck, 2002); или рассматривать весь аэропорт как лицо (Офферман, 2001; Асса и Thomet, 2004; Андреатта и др.., 2007).
Это исследование посвящено работе терминала отправления с использованием моделирования в сочетании с оптимизацией с генетическими алгоритмами. Компьютерное моделирование является популярным благодаря визуализации каждой системы и ее взаимодействия, возможности сжатия или расширения времени для тщательного расследования, относительная простота в понимании и толковании (банки, 1998).
В последние годы наблюдается согласованный рывок к разработке методов составления расписаний с большими математическими возможностями. Один из таких методов предполагает использование генетических алгоритмов (ГА), которые являются одной из форм эвристического, которые начали получать известность в транспортной отрасли. GA, первоначально разработанная для имитации процессов в эволюции и естественного отбора (Голландия, 1975.Davis, 1991). Эти алгоритмы были основаны на необходимости для каждого вида в природе, чтобы приспособиться к сложным и меняющимся условиям, чтобы максимизировать свои шансы на выживание. Метафизические улучшения каждого вида кодируются в хромосомах, которые трансформируются после воспроизводства. Со временем эти преобразования приводят к видам, которые имеют больше шансов выжить в данной среде и, следовательно, больше шансов на утверждение этих генетических характеристик для будущих поколений.
Обзор публикаций в моделировании аэропортами обнаруживает очень малое количество гибридных приложений (Ван Дейк и Ван Дер Sluis, 2006) о том, как повысить производительность терминала аэропорта, несмотря на его важность. Комбинация моделирования и оптимизации как ожидается, повысит результаты моделирования за счет использования преимуществ обеих методологий.
Работы терминалов аэропорта - краткий обзор
Джим и Чанг (1998) и соавт. Коррейя. (2007) представили аэропорт в качестве интерфейса между наземным и воздушным транспортом, состоящей из воздушного пространства аэродрома и пассажирского терминала. Каждая область имеет свои специфические потоки и требует различной инфраструктуры и предоставляемых услуг - например, самолетов и взлетно-посадочной полосы, рулежных дорожек, перрон и системы, оборудование наземного обслуживания, средства и персонала для пассажиров и багажа, и т.д.
На терминале особое внимание уделяется наземным операциям, необходимым для отправления, прибытия и транзита пассажиров. Опять же, из трех основных функциональных областей, которые определены (Коррейя и др., 2007).:
Доступ к интерфейсу - служащий для трансферных пассажиров с режимом доступа транспорта к аэропорту пассажир функциональной области (в нее входят обращения, парковки, тротуара и погрузочно-разгрузочных пассажиров); Обработка - относится к операциям, до или после поездки раз в самолете(билетов, багажных регистрации, багажа, место назначения, таможенные, услуги и безопасность); Интерфейс рейса - когда пассажир переводится из обработки функциональных областей в самолет (посадка самолета / выгрузка и прогулка коридорам).
С увеличением спроса на перевозки воздухом и новые меры безопасности, многочисленные операции страдают от ограниченного оборудования и / иличеловеческого фактора, которые влияют на производительность терминала и восприятие пассажирами качества услуг. Уровень обслуживания (LOS) в терминалах традиционно измеряется количеством места на каждого пассажира в различных областях (чек-ин, багажа, коридоров и т.д.). IATA имеет пять уровней обслуживания (- лучшее F - неприемлемо) и рекомендует для комфортного значения между 1.4 (общие площади) до 2,7 (зона ожидания)m2/passenger на уровень сервиса. Тем не менее, этот показатель был раскритикован специалистами аэропорта (Yeh и Го, 2003;. Коррейя и др., 2007) для его линейности между пространством и ЛОС, чтобы не быть последовательной, чтобы клиенты воспринимали стандарты обслуживания(клиенты имеют различные оценки времени обработки против ожидания, а второй важный показатель обслуживания после обработки является обеспечение различных объектов в терминале) и не включает субъективные / мягкие элементы услуг, таких как комфорт, атмосфера, вежливость персонала.
Yeh и Kuo (2003) использовали несколько нечеткий атрибут принятия решений для подхода к оценке качества обслуживания пассажиров в Азиатско-Тихоокеанских международных аэропортах, и Коррейя (2007) применил регрессионный анализ для оценки весов для LOS в различных областях отделениях терминала аэропорта. Их результаты показывают, что уступки имеют чрезвычайно важное значение в аэропорту - доступ может иногда задерживать регистрации на рейс или прохождение досмотра.