CC BY
36
№ 2(32) 2011
O.A. Смирнов, канд. физ.-мат. наук, доцентМФПА, г. Москва
Проблема создания программных комплексов управления эффективностью развития аэропортовой инфраструктуры
Статья посвящена развитию программных комплексов управления смежными логистическими потоками, основанными на расчетных алгоритмах элементов теории массового обслуживания в области управления аэропортовой инфраструктурой. Автором предлагаются критерии эффективности формируемыхпрограммныхкомплексов.
Введение
При создании, развитии и модернизации крупных технологических комплексов часто сталкиваются с проблемой отсутствия эффективной координации между основными технологическими звеньями. Функциональная составляющая порой остается в тени конструктивных решений, в процессе эксплуатации показывающих свою частичную или полную несостоятельность.
Практика управления крупными структурными объектами, функционирование которых непосредственно связано с управлением смежными логистическими потоками, свидетельствует, что отладка логистических схем для каждого потока в отдельности и их последующая синхронизация в единое целое играют определяющую роль в функционировании всей системы. Примером для рассмотрения в данной статье будет выступать международный аэропорт «Шереметьево» (ОАЛ «МАШ»),
На сегодняшний день основными или базовыми системами управления являются технологические решения, применяемые для обеспечения безопасности полетов. Между тем наиболее эффективным методом по созданию комплексной системы управления должен выступать подход, основан-
ный на управлении различными потоками, в частности, материальными, финансовыми, информационными и др.
Факторы, определяющие развитие информационных систем управления деятельностью аэропортовой инфраструктуры
При управлении аэропортовой инфраструктурой наиболее значимыми являются факторы государственного регулирования и развития авиационных перевозок. Отсутствие комплексного развития отражается на возможностях аэропортов применять комплексные программные средства для управления эффективностью деятельности. Так, например, на решение о строительстве третьего терминала Шереметьево повлияли стратегические цели компании «Аэрофлот». В настоящее время, согласно годовому отчету компании, фактически все рейсы, осуществляемые ею как самостоятельно, так и по код-шеринговым соглашениям, переведены на данный терминал. Между тем применение информационных систем по управлению смежными потоками позволило бы эффективно использовать имеющуюся инфраструктуру первого и второго терминалов.
По статистике ОАО «МАШ», аэропорты Домодедово и Внуково являются крупней-
№ 2(32) 2011
%
70
60
50
40
30
20
10
О
1,89 2,51
2,05 2,67
2,47 2,56 2,76
3,11 2,92 2,76
3,21 2,92 2,78
3,00 3,04 7,19
6,22 6,50
38,25
35,91 36,43
■ Хабаровск
■ Калининград
■ Краснодар
■ Екатеринбург
■ Сочи
■ Новосибирск
■ Санкт-Петербург
■ Москва
I год
2007 2008 2009
Рис. 1. Доля пассажиропотока в России по городам вылета в динамике, 2007-2009 гг.1
шими воздушными воротами России, и проблемы, решаемые одним из лидеров отрасли, могут в той или иной степени содействовать решению проблем, стоящих перед аэропортами нашей страны (рис. 1).
На сегодняшний день наиболее значимая статья затрат авиакомпаний — аэропортовые сборы. При этом чем крупнее аэропорт, тем ниже уровень сборов. Так, статистический анализ действующих сборов указывает, что данная зависимость имеет место фактически для всех видов сборов. В практике осуществления деятельности аэропортами существуют 6 видов регулируемых сборов, уровень которых определяется Федеральной службой по тарифам. Однако при установлении тарифов для конкретного аэропорта в первую очередь учитываются экономические показатели, а именно — затраты на осуществление услуг, и, следовательно, высокая стоимость сборов в небольших аэропортах по сравнению с крупными целиком зависит от эффекта масштаба, т.е. при увеличении объема пассажиропотока уменьшаются
1 Данные Транспортной клиринговой палаты, http:// www.tch.ru/rus/products/sio/.
удельные затраты, что приводит к повышению эффективности, а в итоге и к снижению стоимости авиаперевозок (рис. 2).
Целевые установки информационной системы управления эффективностью аэропортовой инфраструктуры
Согласно идеологии, применяемой в логистике, все ресурсы рассматриваются как потоки (материальные, информационные, финансовые и пр.). Материальные потоки, входящие в систему аэропорта — это пассажиры, багаж, грузы, самолеты и топливо.
Рассмотрим подходы к управлению двумя смежными потоками — пассажирами и багажом. Поскольку в процессе осуществления деятельности данные потоки разделяются (пассажир при регистрации сдает багаж), то целесообразно, чтобы разделение произошло на более ранней стадии (например, во время поездки в аэропорт), поскольку обработку багажа можно автоматизировать, а пассажир без багажа представляет собой более мобильную единицу.
Подход к разделению этих потоков, основанный на максимально раннем их отде-
13
№ 2(32) 2011
. 800
\о >
а
га" а о \о о
(б *
со га н о
[К
га 3 2
¡а 400
700
600
500
I
и
I
48
0 со
¡5
1
0
1
а
а ¡а
и §
I
<и та
I I
к
со
0 §
1
&
0 &
1 <0
¡1
0
со
1 §
о &
<и ЕХ
о о
X
о га с о м <и \о га
Ой <
300
200
100
53 э,з
1,4
0,5
..... О,«
169,0
отЮООдоЮ 000 от 30 000 до 100 000 более 300 000
отЮ ОООдо 30 000 отЮО ОООдоЗОО 000
Количество пассажиров, чел.
Рис. 2. Размах вариации ставки аэропортового сбора за авиабезопасность для российских аэропортов, 2010 г.
лении, к примеру, до посадки в специализированный поезд (аэроэкспресс), является наиболее эффективным методом. Введение в аэропорту автоматической системы сдачи багажа с соответствующими отметками даст возможность пассажиру потратить имеющееся у него свободное время на то, чтобы воспользоваться услугами, приносящими аэропорту дополнительный доход. Разделение потоков не самоцель. Это технология, позволяющая увеличить пропускную способность за счет автоматизации технологических процессов, а также уменьшить использование ручного труда и избежать связанных с ним ошибок и проблем. Поток пассажиров проходит обязательный этап регистрации, на котором производятся проверка билетов, документов и личный досмотр. В настоящее время при прохождении регистрации нет необходимости отправлять пассажиров одного рейса к одной стойке, так как информационная система имеет сетевую структуру, и в ней отражены все особенности разных авиакомпаний, а параллельная обработка
потока пассажиров способствует уменьшению времени простоя как самих пассажиров (поскольку есть возможность подойти к свободной стойке регистрации), так и времени простоя бригад, производящих регистрацию. На рисунке 3 изображена схема зала вылета терминала Шереметьево-2.
В зале вылета 21 выход на посадку. Максимальная заявленная скорость обработки пассажиров составляет 2100 человек в час или по 100 человек на каждый выход на посадку. Для оценки соответствия логистических потоков воспользуемся теорией массового обслуживания и рассчитаем, какое количество стоек регистрации рекомендует теория и какое их количество имеется в практике управления аэропортовой инфраструктурой. Будем считать, что поток пассажиров обрабатывается п-стойками, при этом загрузка везде однородна (поскольку маловероятно, чтобы все пассажиры выстроились в очередь к одной стойке, а остальные стойки простаивали), индивидуальные особенности работы каждой бригады нивели-
14
№ 2(32) 2011
Рис. 3. Схема зала вылета терминала Шереметьево-2
руются оптимальным поведением пассажиров. Тогда пропускную способность, среднее число занятых каналов обслуживания и абсолютную пропускную способность можно вычислить по формулам Эрланга:
г» . а"
О = 1--- • р0 — относительная пропускная
способность; (1)
X
а =--приведенная интенсивность потока;
Ц
X — интенсивность потока; ц — интенсивность потока обслуживания или величина, обратная времени обслуживания одного пассажира;
Ро =
у и
а
п\11-
— предельная ве-
роятностьсостояниясистемы; (2)
п — количество каналов обслуживания;
= —- а кр0— среднее число сво-
к=о к!
бодных от обслуживания каналов; (3)
Н)
КПР = лов;
коэффициент простоя кана-
(4)
= п-Ы0— среднее число каналов, занятых обслуживаем;
А = Х- О — абсолютная пропускная способность;
г А
к =--среднее число занятых каналов
Ц
обслуживания.
Рассчитаем максимальную интенсивность потока пассажиров: Х = 2100/60 = 35 пас./мин.; А = Х =35 пас./мин.
Интенсивность потока обслуживания ц « 3, следовательно, среднее количество занятых каналов составляет к = А / ц = 11 +12, это значение соответствует числу занятых каналов, рассчитанных по более точным соотношениям, приведенным выше:
(N3) = п-(М0) ~ 21-10 = 11.
Значение коэффициента простоя каналов равно:
(Ю 10
Кпп = -—- = — « 0,48 или почти полови-
пп п 21
на всех каналов обслуживания при максимальной загрузке системы остается невостребованной.
Таким образом, информационная система, основанная на методах математической обработки данных с помощью алгоритма теории массового обслуживания, указала на неиспользуемые или избыточные мощности. Разработка функциональной схемы должна предшествовать многим мероприятиям по модернизации аэропортовой инфраструктуры, поскольку должна обладать максимальной гибкостью и способностью адаптироваться к изменению условий при осуществлении текущей деятельности. В частности, к изменению структуры обслуживаемых авиакомпаний и подходов по их государственному регулированию.
I
сэ
15
№ 2(32) 2011
Разработка критериев эффективности информационной системы
Рассмотрим статистические данные о деятельности аэропорта за 2009 г.2 и определим его загрузку относительно имеющихся у него максимальных возможностей. В международном секторе было принято 9458 тыс. или 25 910 пассажиров в день, т. е. такое количество пассажиров прилетает в аэропорт и улетает из него. За отсутствием статистики отдельно по прилетевшим и улетевшим пассажирам будем считать их количество 50/50. Если учесть расписание, в котором нет ночных рейсов (технические возможности имеются), то будем полагать, что аэропорт работает в среднем 16 ч в сутки, следовательно, часовая загрузка составляет 25 910/2/16 = 810 вылетающих пассажиров или 810/2100 = 0,39, что менее 40% от максимальной загрузки. В статистических данных указывается, что аэропорт работает с одной взлетно-посадочной полосой, хотя реально существует и вторая полоса.
Если рассчитать загрузку воздушного пространства над аэропортом Шереметьево, то получится, что 20-23 операции в час в среднем приходятся на плановые рейсы, остальное — на грузовые и чартерные. Например, в период новогодних каникул было выполнено 348 чартерных рейсов и это обеспечило добавку 2 рейса в час. Поскольку еще в 2004 г. расчетная нагрузка на ВПП (взлетно-посадочная полоса) составила 26-28 операций в час, то неудивительно, что выполнение чартерных рейсов не повлияло на плановую работу аэропорта.
Улучшение схемы снабжения горючим — вопрос очень важный, но и довольно специфический, одной эстакады на ст. Лобня и трубопровода к резервуарам недостаточно, поскольку запасов авиатоплива в системе хранения хватает только на 8-10 суток,
2 Официальный сайт ОАО «Международный аэропорт Шереметьево», http://svo.aero/investors/ annualaccount/.
и авария на любом из участков может приостановить работу всего авиационного комплекса. Следует предусмотреть резервные схемы снабжения авиатопливом аэропорта, а конкуренция в системе снабжения топливом приведет лишь к установлению более справедливой цены.
Соответственно критериями эффективности системы являются:
• загрузка взлетно-посадочных полос;
• количество сотрудников, обслуживающих 1000 пассажиров;
• загрузка выходов на посадку.
Заключение
Проведенные расчеты наглядно показали, что эффект от капитальных вложений в инфраструктуру часто дает значительно меньшую отдачу, чем отладка функциональной составляющей, обеспечивающей слаженную работу всех подразделений и служб. В силу того, что Шереметьево является одним из крупнейших аэропортов России, следуя его примеру, большинство региональных аэропортов сосредоточены в основном на наращивании материальной составляющей, хотя, возможно, модернизация за счет формирования информационной системы и отладка функционирования существующих служб помогут избежать для большинства из них значительных вложений в невостребованную инфраструктуру.
Описок литературы
1. Афонин В. В. Моделирование систем: учеб.-практ. пособие для студентов по направлению «Информатика и вычислит, техника». М.: интернет-ун-т информ. технологий: БИНОМ. Лаб. знаний, 2010. — 231 с.
2. Гзоздева В. А. Информатика, автоматизированные информационные технологии и системы [Текст]: учебник. М.: Форум, 2011, — 541 с.
3. Романова Ю. Д. Информационные технологии и системы в бизнесе: монография / Ю. Д. Романова, Л. П. Дьяконова, И. Г. Лесничая. М.: 2010. — 164 с.
