Sheremetyevo ist Russlands größter Flughafen mit einem jährlichen Passagieraufkommen von 40 Millionen Personen. Die Flughafeninfrastruktur wächst beständig. Das Passagierterminal B wurde 2018 in Betrieb genommen. In den Jahren 2020 und 2023 wird es mit den Terminals C1 und C2 integriert werden, die sich im Bau befinden. Zusätzlich befindet sich ein Plan in vollem Gange, den Parkbereich für Autos am Stationsplatz auszudehnen. Es wird erwartet, dass diese Änderungen die Flughafenkapazität erhöhen wird und im Jahre 2024 bis zu 52 Millionen Passagiere abgefertigt werden können.
Simulationsmodellierung für den Flughafen und Optimierung für die Terminals B, C1 und C2
Problemstellung
Um die Effizienz der Verbesserungen zu bewerten und um zu verstehen, ob die neu entworfenen Flughafeneinrichtungen mit dem vorhergesagten Verkehrsaufkommen umgehen können, bat das Flughafenmanagement die Berater des Institute for Development of Transportation Systems (IDTS) Personenflusssimulationsmodelle für die drei zukünftigen Terminals zu entwickeln.
Das Beraterteam war mit Folgendem beauftragt:
- Durchführung einer Personenflusssimulation und Bewertung der Durchsatzleistung des neuen Designs der Terminals B, C1 und C2.
- Bestimmung der optimalen Anzahl und Standorte von limitierenden Elementen: Kontrollpunkte, Rolltreppen, Drehkreuze, Aufzüge usw.
- Ausführung von Stresstests und Beurteilung der Stabilität der entworfenen Lösungen unter den Bedingungen steigender Lasten.
Lösung
Die Berater von IDTS entwickelten ein Simulationsmodell für die drei verbundenen Flughafenterminals und einem für Züge bestimmten Terminal. Passagiere nutzen im Modell unterschiedliche Verkehrsmittel, inklusive Auto, Bus, Taxi und speziellen Zügen. Das Modell berücksichtigte verschiedene Eigenschaften von Passagieren, wie:
Simulation Flughafen-Sicherheitsprüfung
- Vorhandensein von Gepäck - im Modell beeinflusste das die Bewegungsgeschwindigkeit und die bei Passagierdienstleistungen beanspruchte Zeit.
- Verwendung von Trolleys - dies definierte die Größe des Bereichs um einen Passagier und die Bewegungsgeschwindigkeit.
- Vorhandensein von abholenden Personen/Begleitpersonen in der Nähe von Passagieren - dies beeinflusste den für Bewegungen verfügbaren Platz.
- Verwendung von Aufzügen - dies bestimmte die Last für die Rolltreppen.
Die Entwickler simulierten im Detail auch den Prozess von Passagierdienstleistungen an Kontrollpunkten.
Ergebnis
Die Flughafen-Simulationsmodellierung erlaubte den Ingenieuren Folgendes:
- Änderung der geplanten Reiseart von der unteren Ebene zur obersten Ebene und umgekehrt in zwei Flughafenterminals.
- Bestimmung der optimalen Standorte für die Ausrüstung von Sicherheitskontrollpunkten.
- Bestimmung der notwendigen Breite von Fußgängerdurchgängen zwischen Parkplätzen und Terminals.
- Bestätigung der Entscheidung für die Beschaffung zusätzlicher Ausrüstung.
Als Grundlage für dieses Projekt entwickelte das Beraterteam ein Flughafenplanungs- und optimierungswerkzeugkasten - eine benutzerdefinierte AnyLogic Bibliothek, die es den Anwendern erlaubt, Flughafenprozesse beliebiger Komplexität kurzfristig zu entwerfen und zu optimieren.
Verkehrsflusssimulation des Flughafen-Terminalplatzes
Problemstellung
Vor der Inbetriebnahme von Passagierterminal B entschied sich das Flughafenmanagement festzulegen, welche Option der Organisation des Straßenverkehrs auf dem Terminalplatz die effizienteste sein würde. Für die ausgewählte Option wurden die Engpässe sowie der Umgang mit ihnen umrissen.
Hierfür nutze das Beraterteam von IDTS die Elemente der Straßenverkehrsbibliothek der AnyLogic Verkehrsmodellierungssoftware. Dies erlaubte ihnen die detaillierte Simulation von Fahrzeugbewegungen, die Integration des Terminalplatzes des Flughafens in das bestehende Straßennetz und die Bewertung des Durchsatzes der Straßen um das Terminal vor der Projektumsetzung.
Lösung
Die Berater entwickelten drei Simulationsmodelle für den Straßenverkehr, die dann in Bezug auf Verkehrsstaus und Geschwindigkeiten auf verschiedenen Streckenabschnitten bewertet wurden. Die Effektivität der Planungslösung für den Straßenverkehr wurde durch die folgenden Parameter bestimmt:
- Anzahl der Eingangs- und Ausgangskontrollpunkte und ihre Bearbeitungszeiten;
- Kurvenwinkel bei der Anfahrt des Kontrollpunkts (in einer Alternative mussten die Fahrzeuge eine 180-Grad-Kurve fahren);
- Anzahl der Parkplätze;
- Standorte der Fußgängerübergänge;
- Kostenfreie Wartezeit in der Nähe des Aus- und Einladebereichs.
Abhängig von der aktuellen Handlung wechselten die Fahrzeuge, die in den Stationsplatz einfahren, die Farbe.
Die farbliche Kennzeichnung half den Beratern, die Gründe für Staus auf dem Terminalplatz festzustellen:
- Eine große Anzahl „schwarzer Autos“, die keinen Parkplatz finden konnten. Dies kann am dichten Verkehr liegen, an der hohen Kapazität an den Eingangskontrollpunkten des Parkplatzes, oder an einer großen Anzahl von Fahrzeugen mit einer Wartezeit über 15 Minuten.
- Viele „lila Fahrzeuge“, die den Parkplatz verlassen.
- Eine unzureichende Anzahl von Ausgangskontrollpunkten.
- Staus auf der Straße nach dem Ausgangskontrollpunkt.
Die Berater führten auch Stresstests durch, um Engpässe im Modell zu identifizieren. Durch die Verwendung von AnyLogic als Verkehrsstausimulator konnten die in der Software verfügbaren Autodichtekarten eingesetzt werden. Änderungen des Verkehrsdichteniveaus wurden unter Beobachtung der folgenden Variablen definiert:
- Anzahl der Fahrzeuge, die in den Stationsplatz einfahren,
- Anzahl der Fahrzeuge, die länger als 15 Minuten warten;
- Bearbeitungszeiten am Ausgangskontrollpunkt;
- Anzahl von Passagieren in den Fahrzeugen.
Ergebnis
Mit den aus den Modellexperimenten erhaltenen Ergebnissen konnte der Kunde den optimalen Entwurf für die Verkehrsplanung am Terminalplatz des Flughafens auswählen, der später im Bauprojet umgesetzt wurde.
