Simulace boardingu cestujících do letadla

Název simulace: Simulace boardingu cestujících do letadla

Autor: Arťom Ňorba, nora03

Modelovací nástroj: NetLogo

Letecká doprava je jedním z nejrychlejších a nejefektivnějších způsobů přepravy lidí a zboží po celém světě. Od svého vzniku se stala nedílnou součástí moderního světa a umožňuje nám rychle a pohodlně cestovat na dlouhé vzdálenosti. Letecká doprava hraje klíčovou roli v mezinárodním obchodu, turismu a propojování různých kultur. Díky letecké dopravě jsme schopni překonat obrovské vzdálenosti za relativně krátkou dobu. Moderní letadla jsou vybavena pokročilou technologií, která zajišťuje bezpečnost a pohodlí cestujících. Letecké společnosti se snaží neustále zlepšovat své služby a nabízet cestujícím co nejlepší zážitek. Celkově lze říci, že letecká doprava je klíčovým prvkem moderní společnosti a přináší mnoho výhod i výzev, které je třeba řešit a zkoumat.

Úvod do problematiky

Boarding pasažérů do letadel je klíčovou součástí leteckého provozu, která významně ovlivňuje celkovou efektivitu a komfort cestování. Vzhledem k narůstajícímu počtu cestujících a zvyšujícím se požadavkům na efektivitu je nezbytné, aby letecké společnosti a letiště implementovaly efektivní boardingové strategie. Efektivní boarding nejenže snižuje čas strávený čekáním na nástup do letadla, ale také minimalizuje stres a nepohodlí pro cestující, zajišťuje plynulejší provoz a může snížit náklady spojené s provozem letadel.

Definice problému

Cílem této simulace je zkoumat různé metody boardingu cestujících do letadla a analyzovat jejich efektivitu z hlediska času potřebného k dokončení boardingového procesu. Simulace umožňuje porovnat různé boardingové strategie a zjistit, která z nich je nejefektivnější z hlediska času a pohodlí cestujících.

Popis simulace

Simulace je založena na agentovém modelu, kde každý agent představuje jednoho cestujícího. Cestující mají různé vlastnosti, jako je rychlost, místo k sezení ve stroji a může mít s sebou zavazadlo, které simuluje pomalejší usazení do řady. Cestující jsou náhodně umístěni na letišti a mají za úkol nalézt své místo v letadle. Cílem je zjistit, jak dlouho trvá dokončení boardingového procesu pro různé boardingové strategie. Letadlo je reprezentováno mřížkou, kde každé políčko představuje jedno sedadlo. Cestující si mohou navzájem překážet, což vede k tvoření front a také pokud někdo sedí v uličce a agentovo místo je u okna, tak dojde k výměně míst, což opět vede ke zdržení.

Metoda

Simulace je vytvořena v prostředí NetLogo a obsahuje několik různých boardingových strategií, které lze porovnat z hlediska času potřebného k dokončení boardingového procesu. Každá strategie je implementována jako samostatný model a umožňuje nastavit různé parametry, jako je počet cestujících, počet řad, počet sedadel v řadě, naplněnost letadla.

Model

Letadlo

V rámci letadla je možné konfigurovat počet řad v závislosti na typu letadla a požadavcích aerolinek. Například u menších dopravních letadel jako Boeing 737 nebo Airbus A320 může být běžný počet řad v rozmezí od 25 do 35. Tyto letouny jsou často využívány pro kratší lety a mají obvykle menší kapacitu cestujících. Naopak u větších letadel, jako je Boeing 777 nebo Airbus A380, může být počet řad vyšší, obvykle od 40 do 50. Tyto letadla jsou často používána pro dlouhé mezikontinentální lety a mohou mít větší kapacitu cestujících. V dané simulaci je možno si vybral počet řad od 25 do 45.

Dále je možné zvolit počet sedaček v řadě, což také ovlivňuje celkovou kapacitu letadla a pohodlí cestujících. Běžně se v letadlech najdou řady s jednou, dvěma nebo třemi sedačkami vedle sebe. Například v ekonomické třídě menších letadel může být běžné, že jsou v řadě umístěny tři sedačky, zatímco v business nebo první třídě jsou častější řady s jednou nebo dvěma sedačkami vedle sebe, což poskytuje cestujícím větší prostor a pohodlí. Tyto možnosti konfigurace umožňují aerolinkám přizpůsobit kabiny letadel podle svých specifických potřeb a požadavků, což má vliv na celkový design, komfort a efektivitu palubního prostoru.

Boardingové strategie

V rámci simulace jsou implementovány následující boardingové strategie, které jsou inspirovány od MythBusters:

Náhodný boarding

Náhodná strategie znamená, že cestující jsou vyzýváni k nástupu bez ohledu na jejich sedadlo nebo pořadí, přičemž každý má stejnou pravděpodobnost být vybrán kdykoliv během procesu. Cestující jsou vybráni náhodně, přistupují k nástupní bráně, pokračují do letadla, uloží své příruční zavazadlo do úložného prostoru nad hlavou nebo pod sedadlo před nimi a posadí se na své přidělené místo. Tato metoda je jednoduchá na implementaci, protože nevyžaduje žádné speciální plánování ani rozdělení do skupin, a každý cestující nastupuje podle toho, jak je náhodně vybrán, bez ohledu na to, kde se jejich místo nachází v letadle.

Zadní boarding

Strategie nástupu odzadu po řadách znamená, že cestující jsou vyzýváni k nástupu v pořadí od zadní části letadla směrem dopředu, řadu po řadě. Letištní personál nejprve vyzve k nástupu cestující, kteří mají místa v zadní části letadla, a postupně pokračuje směrem k přední části. Tento proces pokračuje systematicky řadu po řadě, dokud nejsou všichni cestující na palubě, což pomáhá minimalizovat zácpy v uličce a umožňuje efektivnější a organizovanější nástup.

Od okna k uličce

Strategie "od okna k uličce" znamená, že cestující jsou vyzýváni k nástupu podle umístění jejich sedadel, začínajíc těmi, kteří sedí u oken, a postupně pokračuje směrem k sedadlům u uličky. Letištní personál nejprve vyzve k nástupu cestující, kteří mají místa u oken, a jakmile jsou tito cestující na palubě a usazeni, pokračuje výzva k nástupu pro ty, kteří sedí ve středních sedadlech. Nakonec jsou vyzváni cestující se sedadly u uličky. Tento postup umožňuje cestujícím snadněji dosáhnout svých míst bez nutnosti přelézat přes ostatní pasažéry, což pomáhá zrychlit a zefektivnit celý proces nástupu.

X skupin

V dané simulaci se simuluje rozdělení na 2 poloviny letadla

Zezadu dopředu

Strategie rozdělení letadla na dvě poloviny znamená, že cestující jsou vyzýváni k nástupu v pořadí, kde je letadlo rozděleno na zadní a přední část. Nejprve jsou vyzváni cestující, kteří mají místa v zadní části letadla. Jakmile jsou tito cestující na palubě a usazeni, pokračuje nástup cestujících, kteří mají místa v přední části letadla. Tento přístup pomáhá minimalizovat zácpy v uličce a umožňuje efektivnější usazení cestujících, protože se zamezuje situaci, kdy cestující v přední části blokují cestu těm, kteří mají místa vzadu.

Z předu dozadu

Strategie rozdělení letadla na dvě poloviny s nástupem od přední části znamená, že cestující jsou vyzýváni k nástupu v pořadí, kde je letadlo rozděleno na přední a zadní část. Nejprve jsou vyzváni cestující, kteří mají místa v přední části letadla, typicky zahrnující business třídu a první třídu. Jakmile jsou tito cestující na palubě a usazeni, pokračuje nástup cestujících, kteří mají místa v zadní části letadla. Tento přístup je často využíván pro přednostní nástup cestujících v business třídě a první třídě, což jim poskytuje pohodlí a více času na usazení, zatímco zajišťuje plynulý nástup pro cestující v ekonomické třídě.

Nutno dodat, že v rámci experimentů se sbírala zpětná vazba o spokojenosti cestujících, která v případě nejrychlejších metod boardingu byla negativní. Tuto zpětnou vazbu v simulace nejde získat, proto se zaměří pouze na změření času.

Postup simulace

Simulace začíná vygenerováním cestujících podle zvolených parametrů - počet řad, počet sedadel v řadě, naplněnost letadla a dále se náhodně vyberou cestující, kteří budou mít zavazadlo (opět podle zvolené proměnné). Podle zvolené strategie se vygenerují sedadla a cestující se následně umístí na letiště. Cestující se následně snaží najít své místo v letadle podle zvolené strategie. Cestující po začátku simulace vyrazí směrem ke svému sedadlu v pořadí určeném strategií a začínají nasedat. Pokud cestujícímu překáží jiný cestující, tak se zastaví. Ve chvíli, kdy je cesta opět volná, tak postupuje dál. Cestující se nepohybují konstantní rychlostí, ale postupně zrychlují do své maximální rychlosti, kterou mají náhodně vygenerovanou z rozsahu. Po dosažení svého sedadla se cestující usadí. V případě, že cestující potřebuje "překročit" jiného sedícího cestujícího, tak sedící cestující se nejprve zvedne do uličky, čímž uvolní cestu a poté se opět vrátí na svoje místo. Simulace pokračuje, dokud všichni cestující nejsou usazeni.

Model letadla

Výsledky

Vyřazení strategie

Jelikož se ukázalo, že strategie usazování odzadu po řadách je velice neefektivní a cestující si překážejí natolik, že její průměrný čas je výrazně horší než u ostatních strategií - rozhodl jsem se s touto strategií nepokračovat. Danou strategii totiž kopíruje strategie rozdělení na letadla na sektory s usazováním odzadu. Pro další výsledky simulace tedy zůstávají pouze 4 strategie.

V tabulce lze vidět průměrný počet ticks (za 10 běhů) pro jednotlivé strategie s konfigurací: 2 sedadla v řadě, 25 řad, 50% cestujících má zavazadlo a letadlo je plně obsazené.

Random	Odzadu (Po řadách)	Od okna	Sektory (Odzadu)	Sektory (Odpředu)
4779	8378	4307	5300	4587

Nejlépe se v této konfiguraci projevila strategie "Od okna". V dalších simulačních bězích se bude měnit konfigurace letadla a zkoumat dále nejlepší strategie boardingu.

Kód

Soubor s NetLogo kódem:

Zazipovaný soubor: