СОКРАЩЕНИЕ ЗАДЕРЖЕК АВИАРЕЙСОВ, ВЫЗВАННЫХ ВОЗДУШНЫМ ТРФИКОМ, ДЛЯ АЭРОПОРТА ПУЛКОВО
|
Введение 4
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЗАЦИИ 6
1.1. История аэропорта 6
1.2. Текущие показатели деятельности аэропорта, описание органов управления и характеристика отрасли 9
1.3. Факторы, влияющие на увеличение пассажиропотока аэропорта Пулково 13
1.4. Прогнозирование пассажиропотока аэропорта Пулково 15
Вывод по главе 1 22
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ СОКРАЩЕНИЯ ЗАДЕРЖЕК АВИАРЕЙСОВ 24
2.1. Методы, основанные на имитационном моделировании 24
2.2. Методы, основанные на математическом моделировании 30
2.3. Методы, основанные на эконометрическом моделировании 36
Вывод по главе 2 43
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ЗАДЕРЖЕК АВИАРЕЙСОВ ДЛЯ АЭРОПОРТА ПУЛКОВО 45
3.1. Использование эконометрического моделирования для сокращения задержек рейсов 45
3.1.1. Подготовка данных для анализа 45
3.1.2. Анализ данных с целью выявления факторов задержки рейса 49
3.1.3. Построение модели многофакторной линейной регрессии для прогнозирования задержки вылета 53
3.1.4. Оценка эффективности использования регрессионной модели для сокращения задержек рейсов 56
3.2. Увеличение пропускной способности аэропорта Пулково 57
3.2.1. Оценка применимости способов увеличения пропускной способности аэропорта Пулково 57
3.2.2. Построение имитационной модели аэропорта в AnyLogic 58
3.2.3. Добавление третьей взлетно-посадочной полосы и оценка ее эффективности 62
Вывод по главе 3 64
Заключение 66
Список использованной литературы 69
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЗАЦИИ 6
1.1. История аэропорта 6
1.2. Текущие показатели деятельности аэропорта, описание органов управления и характеристика отрасли 9
1.3. Факторы, влияющие на увеличение пассажиропотока аэропорта Пулково 13
1.4. Прогнозирование пассажиропотока аэропорта Пулково 15
Вывод по главе 1 22
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ СОКРАЩЕНИЯ ЗАДЕРЖЕК АВИАРЕЙСОВ 24
2.1. Методы, основанные на имитационном моделировании 24
2.2. Методы, основанные на математическом моделировании 30
2.3. Методы, основанные на эконометрическом моделировании 36
Вывод по главе 2 43
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ЗАДЕРЖЕК АВИАРЕЙСОВ ДЛЯ АЭРОПОРТА ПУЛКОВО 45
3.1. Использование эконометрического моделирования для сокращения задержек рейсов 45
3.1.1. Подготовка данных для анализа 45
3.1.2. Анализ данных с целью выявления факторов задержки рейса 49
3.1.3. Построение модели многофакторной линейной регрессии для прогнозирования задержки вылета 53
3.1.4. Оценка эффективности использования регрессионной модели для сокращения задержек рейсов 56
3.2. Увеличение пропускной способности аэропорта Пулково 57
3.2.1. Оценка применимости способов увеличения пропускной способности аэропорта Пулково 57
3.2.2. Построение имитационной модели аэропорта в AnyLogic 58
3.2.3. Добавление третьей взлетно-посадочной полосы и оценка ее эффективности 62
Вывод по главе 3 64
Заключение 66
Список использованной литературы 69
Задержки авиарейсов являются серьезной и широко распространенной проблемой при управлении воздушными перевозками во всем мире, включая Российскую Федерацию. Они ведут к снижению эффективности работы аэропорта (очереди на пунктах контроля и т.д.), росту жалоб со стороны пассажиров и имеют также непрямой эффект и на экономику страны – неэффективность авиационного сектора приводит к дополнительным издержкам для компаний из других секторов экономики, тем самым снижая ВВП страны. Суммарная стоимость издержек вследствие задержек авиарейсов составляет несколько миллиардов долларов в год.
Более того, спрос на данный вид услуги (воздушные перевозки пассажиров) продолжает расти с каждым годом: воздушный трафик в аэропортах становится все интенсивнее, а проблема задержек авиарейсов им вызванных – все более актуальнее (аэропорт Пулково не является исключением). Основной причиной появления таких задержек является ограничение пропускной способности аэропорта, которая на данный момент времени является одной из самых важных и требующих быстрого решения проблем среди наиболее «занятых» аэропортов мира, а также аэропортов, чей пассажиропоток неуклонно растет на протяжении нескольких лет (аэропорт Пулково), что также приведет к проблеме ограничения трафика в ближайшем будущем.
Таким образом, решение проблемы задержек рейсов, вызванных воздушным трафиком, позволит повысить операционную эффективность аэропорта Пулково, повысит лояльность и удовлетворенность пассажиров/туристов и улучшит экономику страны.
Формат ВКР представляет собой прикладной/консалтинговый проект.
Объектом данной выпускной квалификационной работы является аэропорт Пулково, а предметом – задача сокращения задержек авиарейсов.
Цель данной работы: предложить способы решения задачи сокращения продолжительности задержек авиарейсов, вызванных воздушным трафиком, для аэропорта Пулково с помощью имитационного и эконометрического моделирования.
Задачи ВКР:
1. Рассчитать среднюю задержку вылета из аэропорта Пулково
2. Спрогнозировать пассажиропоток до 2050 года
3. Выбрать методы для решения проблемы задержек авиарейсов на основе научной литературы
4. Построить имитационную модель аэропорта и регрессионную модель, прогнозирующую задержку вылета самолета
5. Разработать способы снижения продолжительности задержек авиарейсов для аэропорта Пулково.
Для решения поставленной цели в данной работе используются следующие методы (в скобках приведены компьютерные программы/инструменты, с помощью которых был реализован тот или иной метод): методы статистической обработки данных (Excel, Python), эконометрические методы (Stata), методы имитационного моделирования (AnyLogic).
Информационная база данной работы включает в себя: интервью с сотрудниками отдела статистики и аналитики аэропорта Пулково, первичные данные о выполненных рейсах (время вылета, направление, марка самолета);информационные и реферативные базы данных SCOPUS, WebofSciense, Elsevier, Springer, аналитические отчеты.
Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. В первой главе приводится характеристика организации, рассматриваются факторы, влияющие на увеличение пассажиропотока аэропорта Пулково, а также прогнозируется пассажиропоток санкт-петербургского аэропорта до 2050 года. Во второй главе проводится анализ научной литературы с целью выбора методов для решения проблемы задержек авиарейсов. В третьей главе с помощью выбранных методов разрабатываются рекомендации по сокращению продолжительности задержек авиарейсов, вызванных воздушным трафиком, для аэропорта Пулково.
Более того, спрос на данный вид услуги (воздушные перевозки пассажиров) продолжает расти с каждым годом: воздушный трафик в аэропортах становится все интенсивнее, а проблема задержек авиарейсов им вызванных – все более актуальнее (аэропорт Пулково не является исключением). Основной причиной появления таких задержек является ограничение пропускной способности аэропорта, которая на данный момент времени является одной из самых важных и требующих быстрого решения проблем среди наиболее «занятых» аэропортов мира, а также аэропортов, чей пассажиропоток неуклонно растет на протяжении нескольких лет (аэропорт Пулково), что также приведет к проблеме ограничения трафика в ближайшем будущем.
Таким образом, решение проблемы задержек рейсов, вызванных воздушным трафиком, позволит повысить операционную эффективность аэропорта Пулково, повысит лояльность и удовлетворенность пассажиров/туристов и улучшит экономику страны.
Формат ВКР представляет собой прикладной/консалтинговый проект.
Объектом данной выпускной квалификационной работы является аэропорт Пулково, а предметом – задача сокращения задержек авиарейсов.
Цель данной работы: предложить способы решения задачи сокращения продолжительности задержек авиарейсов, вызванных воздушным трафиком, для аэропорта Пулково с помощью имитационного и эконометрического моделирования.
Задачи ВКР:
1. Рассчитать среднюю задержку вылета из аэропорта Пулково
2. Спрогнозировать пассажиропоток до 2050 года
3. Выбрать методы для решения проблемы задержек авиарейсов на основе научной литературы
4. Построить имитационную модель аэропорта и регрессионную модель, прогнозирующую задержку вылета самолета
5. Разработать способы снижения продолжительности задержек авиарейсов для аэропорта Пулково.
Для решения поставленной цели в данной работе используются следующие методы (в скобках приведены компьютерные программы/инструменты, с помощью которых был реализован тот или иной метод): методы статистической обработки данных (Excel, Python), эконометрические методы (Stata), методы имитационного моделирования (AnyLogic).
Информационная база данной работы включает в себя: интервью с сотрудниками отдела статистики и аналитики аэропорта Пулково, первичные данные о выполненных рейсах (время вылета, направление, марка самолета);информационные и реферативные базы данных SCOPUS, WebofSciense, Elsevier, Springer, аналитические отчеты.
Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. В первой главе приводится характеристика организации, рассматриваются факторы, влияющие на увеличение пассажиропотока аэропорта Пулково, а также прогнозируется пассажиропоток санкт-петербургского аэропорта до 2050 года. Во второй главе проводится анализ научной литературы с целью выбора методов для решения проблемы задержек авиарейсов. В третьей главе с помощью выбранных методов разрабатываются рекомендации по сокращению продолжительности задержек авиарейсов, вызванных воздушным трафиком, для аэропорта Пулково.
Пассажиропоток аэропорта Пулково растет с каждым годом, что делает проблему ограничения пропускной способности аэропорта и задержек авиарейсов этим вызванных острой и требующей решения, поскольку за 2019 год средняя задержка вылета составляла уже приблизительно 14 минут, что является достаточно большим показателем. В будущем, тренд роста пассажиропотока санкт-петербургского аэропорта, по моему мнению, сохранится. Этому будут способствовать такие факторы, как: режим снятия ограничения по седьмой степени свободы воздуха с 2020 года, введение электронных виз для туристов и проведение различных спортивных и научных мероприятий в Санкт-Петербурге (чемпионат мира по хоккею в 2023 году и ежегодный международный экономический форум). В ходе прогнозирования пассажиропотока было выявлено, что в 2050-х годах аэропорт Пулково будет обслуживать более 50 миллионов пассажиров ежегодно (то есть в 2,5 раза больше, чем было обслужено за 2019 год), что очень сильно скажется на операционной эффективности аэропорта.
В результате анализа научной литературы (EBSCO, Scopus, Springer, WebofScienceи другие) было выявлено, что при решении проблемы задержек авиарейсов, вызванных воздушным трафиком, используются, в основном, три метода (подхода):
• Метод имитационного моделирования;
• Метод математического моделирования;
• Метод эконометрического моделирования.
Первые два метода больше нацелены на увеличение пропускной способности аэропорта и, как следствие, на сокращение задержек рейсов, вызванных воздушным трафиком, в то время как последний метод не позволяет увеличить пропускную способность, однако, он нацелен на сокращение «вторичных» задержек, которые были изначально вызваны интенсивным воздушным трафиком.
Метод имитационного моделирования предполагает использование специальных компьютерных программ (SIMMOD, RDSIM, TAAM, AnyLogic), с помощью которых можно детально задать логику того или иного процесса (например, деятельность аэропорта). Большим преимуществом данного метода, в отличии от метода математического моделирования, является способность учесть при моделировании множество факторов, относительная простота и скорость расчетов необходимых показателей (средняя задержка вылета, пропускная способность аэропорта).
Метод математического моделирования предполагает использование нелинейного программирования, а также тригонометрии и геометрии. Несмотря на то, что авторы статей, использующих данный метод при увеличении эффективности аэропорта, продемонстрировали положительные результаты, метод математического моделирования является менее предпочтительным, поскольку он требует наличие новейших технологий управления трафиком, которые еще не используются в гражданской авиации, а также является достаточно сложным для имплементации на данный момент времени, поэтому данный метод не был использован в данной работе.
Метод эконометрического моделирования предполагает выявление с помощью статистического анализа факторов, влияющих на задержку рейса, и затем построение модели многофакторной линейной регрессии для прогнозирования средней задержки вылета самолета.
С помощью метода эконометрического моделирования была построена регрессионная модель, которая прогнозирует продолжительность задержки вылета для каждого авиарейса в зависимости от следующих переменных: количественная переменная «Час» (час вылета – нивелирует «вторичные» задержки, вызванные трафиком), количественная переменная «Обслужено пассажиров», бинарная переменная «Выходной» и бинарная переменная «Направление» (международное/внутреннее). С помощью описанной предиктивной модели можно заблаговременно корректировать расписание «вылетающих» авиарейсов, что поможет снизить продолжительность задержек рейсов (в том числе, вызванных трафиком). Использование предиктивной модели является «временным» решением проблемы задержек рейсов до того момента, пока не будет решена проблема ограничения пропускной способности аэропорта.
Наиболее эффективным решением проблемы пропускной способности аэропорта, по мнению Бранко, является расширение аэропорта (добавление новой взлетно-посадочной полосы). Была построена имитационная модель аэропорта Пулково, с помощью которой было выявлено, что с тремя параллельными взлетно-посадочными полосами аэропорт сможет эффективно обслуживать (без очередей на вылет) годовой пассажиропоток в 50 миллионов человек, который санкт-петербургский аэропорт по прогнозу может достичь в 2050 году. А поскольку на обсуждение проекта, переговоры, определение подрядчиков и строительство новой ВПП требуется до 20 лет, то уже необходимо начинать обсуждение данного проекта.
В результате анализа научной литературы (EBSCO, Scopus, Springer, WebofScienceи другие) было выявлено, что при решении проблемы задержек авиарейсов, вызванных воздушным трафиком, используются, в основном, три метода (подхода):
• Метод имитационного моделирования;
• Метод математического моделирования;
• Метод эконометрического моделирования.
Первые два метода больше нацелены на увеличение пропускной способности аэропорта и, как следствие, на сокращение задержек рейсов, вызванных воздушным трафиком, в то время как последний метод не позволяет увеличить пропускную способность, однако, он нацелен на сокращение «вторичных» задержек, которые были изначально вызваны интенсивным воздушным трафиком.
Метод имитационного моделирования предполагает использование специальных компьютерных программ (SIMMOD, RDSIM, TAAM, AnyLogic), с помощью которых можно детально задать логику того или иного процесса (например, деятельность аэропорта). Большим преимуществом данного метода, в отличии от метода математического моделирования, является способность учесть при моделировании множество факторов, относительная простота и скорость расчетов необходимых показателей (средняя задержка вылета, пропускная способность аэропорта).
Метод математического моделирования предполагает использование нелинейного программирования, а также тригонометрии и геометрии. Несмотря на то, что авторы статей, использующих данный метод при увеличении эффективности аэропорта, продемонстрировали положительные результаты, метод математического моделирования является менее предпочтительным, поскольку он требует наличие новейших технологий управления трафиком, которые еще не используются в гражданской авиации, а также является достаточно сложным для имплементации на данный момент времени, поэтому данный метод не был использован в данной работе.
Метод эконометрического моделирования предполагает выявление с помощью статистического анализа факторов, влияющих на задержку рейса, и затем построение модели многофакторной линейной регрессии для прогнозирования средней задержки вылета самолета.
С помощью метода эконометрического моделирования была построена регрессионная модель, которая прогнозирует продолжительность задержки вылета для каждого авиарейса в зависимости от следующих переменных: количественная переменная «Час» (час вылета – нивелирует «вторичные» задержки, вызванные трафиком), количественная переменная «Обслужено пассажиров», бинарная переменная «Выходной» и бинарная переменная «Направление» (международное/внутреннее). С помощью описанной предиктивной модели можно заблаговременно корректировать расписание «вылетающих» авиарейсов, что поможет снизить продолжительность задержек рейсов (в том числе, вызванных трафиком). Использование предиктивной модели является «временным» решением проблемы задержек рейсов до того момента, пока не будет решена проблема ограничения пропускной способности аэропорта.
Наиболее эффективным решением проблемы пропускной способности аэропорта, по мнению Бранко, является расширение аэропорта (добавление новой взлетно-посадочной полосы). Была построена имитационная модель аэропорта Пулково, с помощью которой было выявлено, что с тремя параллельными взлетно-посадочными полосами аэропорт сможет эффективно обслуживать (без очередей на вылет) годовой пассажиропоток в 50 миллионов человек, который санкт-петербургский аэропорт по прогнозу может достичь в 2050 году. А поскольку на обсуждение проекта, переговоры, определение подрядчиков и строительство новой ВПП требуется до 20 лет, то уже необходимо начинать обсуждение данного проекта.