Optimiser les processus aéroportuaires et concevoir des installations de transport avec la simulation

Optimiser les processus aéroportuaires et concevoir des installations de transport avec la simulation

Aperçu

TranSystems est une société d'architectes et d'ingénierie avec plus de 25 ans d'expérience dans la modélisation dans l'industrie du transport. La société travaille sur des projets liés aux chemins de fer, aéroports, ports maritimes, routes, chaînes d'approvisionnement en transport en commun, automatisation des installations industrielles, et même des opérations du type service rapide dans les restaurants et les installations hospitalières.

Grâce à leur travail, TranSystems a développé une variété d'outils numériques spécifiques qui aident dans de nombreux projets que l'entreprise entreprend. Mais parfois, surtout dans les cas où des opérations multimodales ou la modélisation des systèmes de transport est nécessaire, les outils numériques de transport standard ne sont pas applicables. Pour la simulation d'aéroport, la planification des transports, l'optimisation de la construction, la simulation de mouvements de piétons et d'autres projets complexes, TranSystems applique le logiciel AnyLogic.

La conception de grandes installations de transport, comme les aéroports, les ports ou les corridors ferroviaires, exige beaucoup de planification en plusieurs phases. Ces projets sont vastes, à long terme, et impliquent généralement un grand nombre d'intervenants qui s'intéressent à la meilleure option d'optimisation des ressources, et il est important d'obtenir le soutien et la coopération de toutes les parties concernées. Afin de répondre à toutes ces exigences, il est nécessaire d'appliquer un système multimodal qui peut intégrer tous les éléments nécessaires, tels que les trains, les véhicules, les autobus, les personnes, etc.

En architecture, toute question doit être présentée et approuvée, ce qui exige beaucoup de modélisation de situation diversifiée avec des délais serrés. Dans de tels cas, la modélisation AnyLogic est particulièrement avantageuse, car elle permet de créer des modèles de simulation de construction dynamique qui peuvent fournir des informations utiles sur un système dans un laps de temps relativement court. Dans le même temps, il fournit également des outils de visualisation des données qui permettent une communication facile et l'explication des résultats.

Étude de cas 1

Installations consolidées du service de location de voitures: Dimensionnement du plateau et planification dans les premiers stades

Les installations de location de voitures consolidées sont des structures géantes qui consolident toutes les opérations de location de voitures de plusieurs agences dispersées autour des aéroports. Ces installations sont de plus en plus populaires dans les grands aéroports. TranSystems a collaboré au développement de telles installations dans les aéroports de Chicago O'Hare, Los Angeles International Airport, San Antonio et Phoenix. Les installations de location de voitures consolidées ne sont pas seulement des structures de stationnement, elles sont complexes et dynamiques avec des opérations de marque et des demandes de pointe différentes. Les grandes marques utilisent leurs voitures à travers leurs propres sous-marques pour garder leurs flottes fluides et obtenir le rendement maximum des voitures qu'ils possèdent. Les installations de location de voitures consolidées disposent également d'installations intégrées pour le ravitaillement, le lavage et la réparation. Chaque aéroport a ses propres exigences uniques en fonction du moment où il est le plus chargé. Les installations de location doivent tenir compte de tous ces facteurs afin de planifier la quantité d'espace et le nombre de voitures dont ils ont besoin.

Problème : Dimensionnement du plateau

Les installations de location doivent planifier pour tous les grands événements, et aussi pour les cas saisonniers comme les activités estivales. Pour les installations de location, les grands événements comme les matchs de football collégial peuvent être perturbateurs parce qu'ils ont besoin d'un nombre massif de voitures pour une très courte période de temps. C'est le travail des consultants de s'assurer qu'une installation peut répondre à ces demandes de pointe sans trop d'excès. Dans le cadre de leurs activités, les installations de location de voitures consolidées doivent également fournir aux clients un accès aux terminaux d’autobus et/ou un accès vertical entre les niveaux. Toutes ces exigences doivent être prises en compte pour s'assurer qu'un aéroport maintient ses normes sur le temps qu'il faut à un client pour obtenir une voiture.

Un grand nombre d'installations consolidées de location de voitures sont de quatre étages de haut et cela peut être un problème pour les agences de location de voitures. Pour maintenir une opération productive, ils doivent éviter les situations où leur personnel conduit inutilement. De telles situations entraînent un gaspillage de ressources.

Les agences de location de voitures étaient intéressées à déterminer combien d'espace serait suffisant pour eux d'opérer de façon optimale dans un bâtiment. Il était nécessaire de trouver un équilibre entre un bon mélange du nombre de voitures pour les clients à choisir et l'espace pour faire face aux poussées de retour. À cet égard, il était important de déterminer un plateau qui pourrait répondre aux demandes de pointe.

Outils de planification dans les premiers stades

L'aéroport international de Los Angeles planifiait une très grande installation de location de voitures avec quatre plateaux. Après avoir examiné toutes les options pour une nouvelle installation à l'aéroport international de Los Angeles, les consultants ont conclu que la nouvelle installation devrait être desservie par une connectivité qui pourrait livrer les clients des terminaux au plateau supérieur de l'installation. Malgré cela, l'installation devait ouvrir avant la connexion, de sorte qu'il était nécessaire de soutenir une opération d'autobus à l'étage inférieur dans l'intervalle. On craignait qu'aux heures de pointe, il n'y ait pas assez d'espace pour les autobus. Il était nécessaire de comprendre le fonctionnement de l'installation dans divers scénarios spécifiques. Il était également nécessaire de déterminer quelle option d'accès vertical était la meilleure pour le projet.

Solution

Les développeurs ont utilisé la modélisation AnyLogic et les modèles d'arrivée des clients pour définir le plateau métrie optimale. Le modèle devait refléter des éléments tels que la dotation et l'équipement, et fournir des extrants basés sur le temps. Elle devait être capable de mesurer l'utilisation du personnel et des ressources des installations, ainsi que certaines autres mesures. Les données obtenues permettraient aux intervenants de déterminer si de telles opérations étaient réalisables pour eux et s'ils pouvaient  s'entendre sur le projet.

Sur l'écran d'entrée, les développeurs pourraient définir des paramètres tels que le nombre de places de stationnement allouées par chaque organisme pour les retours et le stockage sur place. Le modèle de planification de conception a permis de tester la quantité d'espace qui devrait être allouée à chaque agence de location de voitures et a indiqué comment la conception du pont allait fonctionner.

Ce modèle a fourni la visualisation animée de l'occupation des installations pendant la journée. La visualisation a aidé les organismes à comprendre à quoi ressemblerait leur journée type et combien de travail serait nécessaire pour maintenir leurs opérations sur ces ponts.

Los Angeles airport shuttle bus pedestrian model
to facilitate early stage facility planning

Le modèle fournissait également des données sous forme graphique : quantité de véhicules dans la zone sur place par heures, utilisation des stations de ravitaillement et utilisation de la baie de lavage. Ces données ont aidé les organismes à déterminer s'ils allaient avoir suffisamment d'espace, de voitures et d'unités d'équipement pour maintenir le redressement requis des wagons.

Les consultants ont utilisé la bibliothèque piétonnière AnyLogic pour créer un modèle de simulation de foule animé qui comprenait des autobus entrants pour déterminer s'il y aurait suffisamment d'espace. Ce modèle a également montré comment les piétons utilisent les ascenseurs pour se déplacer d'un étage à l'autre. Les premières versions de ce modèle de simulation pour piétons simulaient des escaliers mécaniques au lieu des ascenseurs et ont montré de bons résultats, mais le coût de mise en œuvre des escaliers mécaniques était très élevé. Il s'est également avéré que cette option n'était pas sécuritaire en cas d'incendie. Par conséquent, les intéressés se sont mis d'accord sur les ascenseurs. Le modèle de simulation pour piétons a permis de recueillir les statistiques nécessaires sur la charge des ascenseurs et, par conséquent, il a été possible de justifier l'idée d'utiliser des ascenseurs.

Étude de cas 2

Étude d'exploitation pour ajouter une nouvelle arrivée d'avion au terminal sud-ouest de La Guardia

L'aéroport de La Guardia prévoyait d'ajouter un nouveau vol à l'horaire du terminal sud-ouest. L'administration aéroportuaire voulait comprendre comment l'introduction d'un nouveau vol influerait sur la capacité terminale.

Problème

Afin de comprendre l'ampleur du problème, les promoteurs ont effectué une analyse préliminaire du débit statique des piétons à partir de données sur le temps qui a précédé l'arrivée des passagers du vol à l'aéroport. Sur la photo, la ligne solide représentait le nombre de sièges dans la zone d'attente, les piles rouges représentaient le nombre de passagers dans l'aérogare avant l'introduction du nouveau vol, et d'autres passagers du nouveau vol étaient représentés par des zones violettes. Le graphique a montré que si le nouvel avion décollait dans l'après-midi à 17h00, la zone d'attente déjà bondée devrait supporter un fardeau supplémentaire qui pourrait conduire à un problème important.

Les développeurs ont utilisé la bibliothèque pour piétons AnyLogic pour créer un modèle de simulation de foule du terminal afin d'examiner l'utilisation des sièges dans différents scénarios. Le modèle de base affichait le fonctionnement de toutes les zones terminales avant l'introduction du nouveau vol, puis diverses hypothèses pouvaient être vérifiées par rapport à ce modèle. La meilleure situation était quand les gens attendaient le départ à leurs portes, mais les consultants voulaient vérifier jusqu'où ils auraient à s'éloigner de leurs portes pour attendre leur départ.

Southwest La Guardia airport gate area layout
in the crowd simulation model

Pour configurer le modèle de simulation de foule, les développeurs ont utilisé des tables de préférence des passagers pour les zones d'attente.

Le modèle a montré à quelle distance de leur porte les gens auraient à attendre. Les résultats de la modélisation du scénario de base, sans le nouveau vol, ont montré que certains des pics ont été réduits par rapport à l'analyse statique. Cela était dû aux passagers faisant la queue 30 minutes avant leurs vols. Le modèle a également montré où les gens attendraient réellement. De là, on a pu vérifier qu'il n'y avait pas de débordement et que la situation était stable.

Dans l'après-midi, la salle d'attente était beaucoup plus fortement utilisée. Il y avait beaucoup de passagers se mélangeant dans différentes zones et en attente de portes différentes. Avec le nouveau vol à cette heure de pointe, certaines de ces zones seraient extrêmement surchargées. Cette simulation pour piétons a été très utile pour montrer les opérations de ce terminal et la façon dont l'ajout du nouveau vol affecterait les passagers dans cette région, y compris la distance qu'ils auraient à déplacer pour attendre leurs vols.

Solution

La conception de grandes installations de transport nécessite un examen attentif et un accord sur chaque détail. Cela signifie que de tels projets doivent faire l'affaire de beaucoup de décisions. La tâche initiale des ingénieurs produit habituellement des alternatives et des conceptions fonctionnelles. Il peut être difficile de déterminer avec précision les exigences et les normes physiques, mais il peut être difficile de déterminer avec précision s'il est difficile d'atteindre les objectifs opérationnels ou opérationnels. C'est ici que la modélisation basée sur AnyLogic aide en permettant une prise de décision plus rapide et en améliorant considérablement la compréhension des diverses tâches auxquelles les ingénieurs sont confrontés lors de la planification de grandes installations de transport.

Regardez la vidéo de Beth C. Kulick présentant cette étude de cas à la Conférence AnyLogic, ou téléchargez sa présentation.

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