Airplane boarding - Verbindungen zur Projektplanung und Optik

• Antragsteller: Professor Dr. Florian Jaehn
• Fachliche Zuordnung: Accounting und Finance
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404483117

• Erstellungsjahr: 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Der Flugzeug-Boarding-Prozess ist eine entscheidende Aufgabe im Bodenbetrieb. Wenn das Einsteigen beschleunigt wird, werden in der Literatur Kosteneinsparungen von bis zu $ 250 pro Minute berichtet. Auch wenn die Fragestellung der Entwicklung und Umsetzung effizienter Boarding-Strategien von hohem ökonomischem Wert ist, gibt es in diesem Bereich eine große Forschungslücke. Es gibt zwar einige Publikationen zu Simulationsansätzen, allerdings fehlen empirische Daten über die Einflussfaktoren auf die Boarding-Zeit sowie deren statistische Auswertung, obwohl diese die Grundlage für jeden Simulationsansatz sind. Darüber hinaus fehlt es an analytischen Modellen, die Eigenschaften des Boarding-Problems erklären. In diesem Projekt schließen wir diese Lücke. Im ersten Projektteil gibt es drei Arbeitspakete. Zunächst wurden in Zusammenarbeit mit der Deutschen Lufthansa AG Realdaten sammeln, die dann verwendet wurden, um mittels Hypothesentests Einflussfaktoren der Boarding-Zeit zu bestimmen. Darüber hinaus wurde ein erstes analytisches Modell, das den Boarding-Prozess unter sehr speziellen Annahmen beschreibt, derart erweitert, dass es reale Szenarien widerspiegelt und eine Prognose von Bordingzeiten ermöglicht. In der dritten Stufe wurden aus der Literatur bekannte Simulationsmodelle und das analytische Modell unter Verwendung der realen Daten miteinander verglichen, so dass ein adäquates Prognosemodell für Einstiegszeiten ermittelt wird. Darüber hinaus wurden in diesem Schritt bekannte Boarding-Strategien und neu entwickelte Boarding-Strategien miteinander verglichen, so dass Handlungsempfehlungen für die besten Boarding-Strategien entstehen. Aus dem ersten Teil des Projekts ergaben sich einige neue Forschungsfragen, die insbesondere Verbindungen zu anderen Forschungsfeldern aufzeigen und eine gegenseitige Befruchtung dieser Felder versprechen. Natürlich gibt es Verbindungen zwischen Boarding und Projektplanung. Überraschend hingegen ist, dass es enge Beziehungen zwischen Optik und Boarding (und damit auch zur Projektplanung) gibt. Tatsächlich lässt sich zeigen, dass Linsen zur Beschreibung von Boarding-Methoden und Projektplänen verwendet werden können. Die Konstruktion von Linsen ermöglicht es uns, Boarding-Methoden zu definieren, bei denen ein beachtlicher Anteil langsamer Passagiere (d.h. Passagiere mit Handgepäck) die Boardingzeit im Vergleich zu einer Situation mit nur schnellen Passagieren nicht verlängert. Außerdem sind Verbindungen zu Serverfarmen und biologischen Prozessen gegeben. Darüber hinaus lieferte der erste Teil des Projekts eine umfangreiche Studie zu den Präferenzen der Passagiere in der Luftfahrt mit über 1.500 Teilnehmern aus drei Ländern. Die Auswertungen der Daten lieferten das etwas überraschende Ergebnis, dass ein beträchtlicher Anteil der Passagiere eine geringe individuelle Boardingzeit gegenüber einer geringen Gesamtboardingzeit bevorzugt, selbst wenn dies einen verspäteten Abflug impliziert. Wir haben daher analysiert, wie Boarding-Methoden hinsichtlich der durchschnittlichen individuellen Boarding-Zeit als Maß für Kundenzufriedenheit abschneiden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Airplane boarding meets express line queues. European Journal of Operational Research, 275(3), 1165-1177.
  Bachmat, Eitan
  
• Influencing factors on airplane boarding times. Omega, 87, 177-190.
  Hutter, Leonie; Jaehn, Florian & Neumann, Simone
  
• Is the boarding process on the critical path of the airplane turn-around?. European Journal of Operational Research, 277(1), 128-137.
  Neumann, Simone
  
• Lorentzian-geometry-based analysis of airplane boarding policies highlights “slow passengers first” as better. Physical Review E, 100(6).
  Erland, Sveinung; Kaupužs, Jevgenijs; Frette, Vidar; Pugatch, Rami & Bachmat, Eitan
  
• Analysis of the Task Assignment based on Guessing Size policy. Performance Evaluation, 142, 102122.
  Bachmat, Eitan; Doncel, Josu & Sarfati, Hagit
  
• Der Boardingprozess bei Passagierflugzeugen. Dissertation, University of Augsburg
  Neumann, S.
  
• Non-Asymptotic Performance Analysis of Size-Based Routing Policies. 2020 28th International Symposium on Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS), 1-4. IEEE.
  Bachmat, Eitan & Doncel, Josu
  
• Performance analysis, Optimization and Optics. ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review, 48(2), 12-14.
  Bachmat, Eitan & Erland, Sveinung
  
• Lorentzian geometry and variability reduction in airplane boarding: Slow passengers first outperforms random boarding. Physical Review E, 103(6).
  Erland, Sveinung; Kaupužs, Jevgenijs; Steiner, Albert & Bachmat, Eitan
  
• Air Passenger Preferences: An International Comparison Affects Boarding Theory. Operations Research, 71(3), 798-820.
  Bachmat, Eitan; Erland, Sveinung; Jaehn, Florian & Neumann, Simone