シミュレーションによる空港プロセスの最適化と輸送施設の設計

シミュレーションによる空港プロセスの最適化と輸送施設の設計

概要

TranSystems社は、運送業界で25年以上のモデリング経験を持つ建築家およびエンジニアリング企業です。同社は、鉄道、空港、港、道路、サプライチェーン、産業施設の自動化、さらにはレストランや病院施設での迅速なサービスタイプの運用に関連するプロジェクトに取り組んでいます。

TranSystems社は、その仕事を通じて、同社が実施する多くのプロジェクトに役立つさまざまなデジタルツールを独自開発していました。しかし、時には、特にマルチモーダルな運用または輸送システムのモデリングが必要な場合あり、彼の持つ標準の輸送デジタルツールは使用できませんでした。そこでTranSystems社は、空港シミュレーション、輸送計画、建設最適化、歩行者シミュレーション、およびその他の複雑なプロジェクトに、AnyLogicを採用しました。

空港、港、及び鉄道等の大規模輸送施設を設計するには、複数のフェーズで多くの計画が必要です。そのようなプロジェクトは大規模で期間が長く、通常、多くの利害関係者が関与します。関係する全ての関係者の支援と協力を得ることはとても重要です。彼らの全ての要件に対処するには、電車、車両、バス、及び人などの必要な要素をすべて統合できるマルチモーダルシステムを適用する必要があります。

建築では、すべての問題を洗い出し、合意する必要があり、期限が厳しく、多様な状況のモデリングが多数必要です。 このような場合、AnyLogicモデリングは、システムに関する有用な洞察を比較的短時間で提供できる動的な建設シミュレーションモデルを作成できるため、特に有利です。同時に、簡単なコミュニケーションと調査結果の説明を可能にするデータ視覚化ツールも提供します。

ケーススタディ1

統合レンタカー施設:デッキのサイジングと初期段階の計画

統合レンタカー施設は、空港に散在する複数の会社のすべてのレンタカー事業を統合する巨大な構造です。これらの施設は、大きな空港でますます人気が高まっています。TranSystems社は、シカゴオヘア、ロサンゼルス国際空港、サンアントニオ、およびフェニックスの空港で、このような施設の開発に協力しました。 統合レンタカー施設は、単なる駐車場ではありません。さまざまなブランドの運営やピーク時の需要に対応するため、複雑でダイナミックです。より大きなブランドは、自社のサブブランドで車を利用して、車両を流動的に保ち、所有する車から最大限の利益を得ています。統合レンタカー施設には、給油、洗浄、修理のための統合施設もあります。各空港には、最も混雑している時期に応じて独自の要求があります。レンタル施設は、必要なスペースと車の数を計画するために、これらすべての要因を考慮する必要があります。

問題:デッキのサイジング

レンタル施設は、すべての大きなイベントに加えて、夏のアクティビティなどの季節的なケースにも対応する必要があります。レンタル施設の場合、カレッジフットボールの試合のような大きなイベントは、非常に短時間で大量の車を必要とするため、混乱を招く可能性があります。施設を過剰にせず、これらのピーク需要を満たすことができるようにすることは、コンサルタントの重要な仕事です。運営の一環として、統合レンタカー施設は、ターミナルバスへの顧客アクセスおよび/またはレベル間の垂直アクセスを提供する必要があります。空港で顧客がレンタカーを入手するのにかかる時間に関する基準を維持するために、これらすべての要件に対処する必要があります。

統合レンタカー施設の多くは4階建てであり、これはレンタカー会社にとって問題になる可能性があります。効率的な運用を維持するには、従業員が不必要に運転する状況を回避する必要があります。このような状況では、リソースが無駄になります。

レンタカー会社は、建物内で最適に動作するのに十分なスペースを決定することに関心がありました。顧客が選択できる車と、リターンの急増に対処するためのスペースのバランスをとる必要がありました。その点で、ピーク需要をサポートできるデッキを決定することが重要でした。

初期段階の計画施設

ロサンゼルス国際空港は、4つのデッキを備えた非常に大規模な統合レンタカー施設を計画していました。ロサンゼルス国際空港の新しい施設のすべてのオプションを検討したコンサルタントは、新しい施設は、ターミナルから施設の上部デッキに顧客を届けることができる接続によって提供されるべきだと結論付けました。それにもかかわらず、施設は、この接続を作成する前にオープンすることになっていたため、その間、下位レベルの乗客をバス運行でサポートする必要がありました。ピーク時にバスに十分なスペースが無いかもしれないという懸念があり、さまざまな特定のシナリオでの施設の運用を理解する必要がありました。また、プロジェクトに最適な垂直アクセスオプションを決定する必要がありました。

解決策

開発者は、AnyLogicと顧客到着パターンを使用して、最適なデッキを定義しました。このモデルは、人員配置や設備などの要素を反映し、時間ベースの出力を提供する必要がありました。スタッフと施設のリソースの使用率、およびその他の特定のメトリックを測定できる必要がありました。結果のデータにより、利害関係者は、そのような操作が彼らにとって実行可能であるか、およびプロジェクトに賛成するかの判断を決定できます。

モデルの入力画面で、各レンタカー会社の車の返却数やオンサイトストレージに割り当てる駐車場の数などのパラメーターを設定できます。設計計画モデルでは、各レンタカー会社にどのくらいのスペースを割り当てるかをテストし、そのデッキ設計がどのように機能するかを示しました。

このモデルは、日中の施設占有率のアニメーション視覚化を提供しました。視覚化により、通常の1日がどのようなものになるか、およびこれらのデッキでの運用を維持するために必要な作業量を理解するのに役立ちました。

初期の施設計画を容易にするロサンゼルス空港シャトルバスの歩行者モデル

このモデルはまた、出力をグラフィカル形式で提供しました:時間ごとのオンサイトエリアの車両量、給油ステーションの使用率、および洗面所の使用率。 このデータは、必要な自動車のターンアラウンドを維持するのに十分なスペース、自動車、及び関連する機材が十分あるかどうかを判断するのに役立ちました。

コンサルタントは、AnyLogic Pedestrian Libraryを使用して、バスで到着する乗客のために十分なスペースがあるかどうかを判断できる、アニメーション化された群衆シミュレーションモデルを作成しました。このモデルは、歩行者がエレベーターを使用して階間を移動する方法も示しました。この歩行者シミュレーションモデルの初期の反復では、エレベーターではなくエスカレーターをシミュレートし、良い結果を示しましたが、エスカレーターの据え付けコストは非常に高かったです。また、火災が発生した場合、このオプションは安全ではないことが判明しました。これにより、関係者はエレベーター設置に同意しました。歩行者シミュレーションモデルは、エレベーターの負荷に関する必要な統計を収集するのに役立ち、その結果、エレベーターを使用するというアイデアを実証することができました。

ケーススタディ2

La Guardia southwest terminalに新しい飛行機の到着を追加する運用研究

LaGuardia空港は、南西ターミナルのスケジュールに新しいフライトを追加することを計画しました。空港管理者は、新しいフライトの導入がターミナルの収容能力にどのように影響するかを理解したいと考えていました。

問題点

問題の規模を理解するために、開発者は、乗客が空港に到着するまでの時間のデータに基づいて、静的な歩行者の流れの分析を実施しました。写真では、実線は待合室の座席数を表し、赤いスタックは新しいフライトを導入する前のターミナルの乗客数を表し、新しいフライトからの追加の乗客は紫色のエリアで表されました。グラフは、午後5時に新しい飛行機が離陸した場合、すでに混雑している待合室が重大な問題につながる可能性のあることを示しました。

開発者は、AnyLogic Pedestrian Libraryを使用して群衆シミュレーションモデルを作成し、さまざまなシナリオでの座席の使用を調べました。基本モデルでは、新しいフライトの導入前にすべてのターミナルエリアの動作が表示され、さまざまな仮定がこのモデルに対して確認されました。最良の状況は、人々がゲート近くで出発を待っているときでしたが、コンサルタントは、出発を待つためにゲートからどれだけ離れなければならないかを確認したかったのです。

群衆シミュレーションモデルを使用したLa Guardia 空港の搭乗ゲートエリアレイアウト

群衆シミュレーション・モデルをセット・アップするために、開発者は、エリアを待つ乗客の搭乗優先度の一覧表を使用しました。

モデルは、乗客がゲートからどれほど遠くまで待たなければならないかを示しました。 新しいフライトを追加しない基本シナリオのモデリングの結果は、静的分析と比較してピークの一部が減少したことを示しました。これは、乗客がフライトの30分前に並んでいたためです。このモデルは、人々が実際に待つ場所も示しました。これから、オーバーフローがなく、状況が安定していることが確認できました。

午後には、待合室の利用が大幅に増えました。多くの乗客が異なるエリアで混ざり合い、異なるゲートを待っていました。このピーク時の新しいフライトでは、これらのエリアのいくつかは非常に過負荷になります。この歩行者シミュレーションは、このターミナルの操作と、フライトを待つためにどれだけ移動する必要があるかなど、このエリアの乗客に新しいフライトを追加するとどのように影響するかを示すのに非常に役立ちました。

解決策

大規模な輸送施設を設計するには、関連するディテールについて慎重に検討し、合意する必要があり、そのようなプロジェクトは多くの意思決定を経なければならないことを意味します。 通常、エンジニアの最初のタスクは、機能設計を作成します。これらは物理的な要件と標準を考慮しますが、ビジネス目標または運用目標が満たされるかどうかを正確に判断することは困難です。AnyLogicベースのモデリングは、大規模な輸送施設を計画する際にエンジニアが直面するさまざまなタスクに対する洞察を大幅に改善し、意思決定を迅速に行うことで役立ちます。


The AnyLogic Conferenceでこのケーススタディを紹介しているBeth C. Kulickのビデオをご覧いただくか、プレゼンテーションをダウンロードしてください。

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