The problem of network capacity planning for air cargo industry

Wioletta Migza , Jacek Skorupski

Abstract

Transport lotniczy cargo to dynamicznie rozwijająca się gałąź transportu towarów, stanowiąca coraz częściej ważne źródło przychodu dla przewoźników lotniczych. Co więcej mimo niewielkiego udziału w międzynarodowym przewozie ładunków spełnia w nim ważną rolę ze względu na czas i bezpieczeństwo przewozu. Szansą na wzmocnienie transportu lotniczego cargo mogą być rozwiązania z zakresu planowania, przygotowania, sterowania i kontroli przebiegu przewozu ładunków. Dla przewoźników lotniczych jednym z najbardziej istotnych zagadnień jest problem planowania dostępnej pojemności, który przekłada się na efektywne wykorzystywanie ładowności samolotów i atrakcyjne stawki frachtu. Jest to jednak problem złożony, który wymaga wieloaspektowego podejścia, uwzględniającego cele i dążenia wszystkich podmiotów biorących udział w procesie przewozu. Celem pracy jest stworzenie modelu matematycznego, opisującego zależności występujące w procesie planowania przewozów cargo. Na jego podstawie postawiono zadanie optymalizacyjne, w którym rolę zmiennej decyzyjnej stanowi wielkość oferowanej przez przewoźnika pojemności cargo. Niezwykle istotne jest przy tym planowanie sieciowe, to znaczy uwzględniające istniejącą siatkę połączeń i zmierzające do globalnej optymalizacji procesu planowania dostępnej pojemności. Opracowanie modelu wymagało po pierwsze zdefiniowania łańcucha obsługi przesyłki cargo. Podmiotem inicjującym ten proces transportowy jest nadawca przesyłki. Korzysta on zazwyczaj z usług spedytora, który organizuje zlecenie przewozu. Najważniejsze, z punktu widzenia tej pracy, ogniwo łańcucha stanowi przewoźnik lotniczy, który z pomocą odpowiednich służb odbiera, przechowuje, transferuje, ładuje, rozładowuje, przydziela i zarządza dostępną pojemnością samolotów. Każdy konkretny przelot podlega także zarządzaniu przez służby ruchu lotniczego i w tym kontekście jest aktywnym i ważnym elementem całego systemu zarządzania ruchem lotniczym. Jednocześnie system ten może narzucać pewne warunki ograniczające na proces planowania przewozu. Ostatnim ogniwem procesu jest odbiorca, do którego trafia przesyłka. Drugim niezwykle ważnym elementem w planowaniu lotniczego transportu cargo jest typ przewoźnika oraz rodzaj wykorzystywanych statków powietrznych. Występują przewoźnicy specjalizujący się w przewozach pasażerskich, cargo bądź ich kombinacji. Tych ostatnich wyróżnia możliwość zabierania zarówno towarów drobnicowych i przesyłek ekspresowych pod pokładami samolotów pasażerskich, jak również ciężkich towarów ponadgabarytowych, w samolotach przystosowanych tylko do przewozu frachtu. Przewoźnicy cargo prowadzący serwis przesyłek małych (ekspresowych), a zatem firmy kurierskie, oprócz posiadania dedykowanej do tych celów własnej floty zajmują się również odbiorem i dostawą towaru do klienta. Pozostali przewoźnicy udostępniają jedynie wolną przestrzeń ładunkową, którą wypełniają dzięki współpracy z firmami spedycyjnymi, zajmującymi się również obsługą przesyłek na lądzie. W transporcie lotniczym przewóz ładunków może następować poprzez użycie różnego rodzaju samolotów: pasażerskich, towarowych oraz wersji kombinowanych. Te ostatnie, obecnie rzadko używane, charakteryzują się możliwością przewożenia towarów zarówno w przestrzeni ładunkowej znajdującej się pod pokładem pasażerskim, jak również w specjalnie dostosowanej (poprzez demontaż foteli) tylnej części samolotu. Ze względu na ograniczoną pojemność i udźwig samolotu wielkość i rodzaj ładunku w transporcie lotniczym istotnie wpływa na sposób realizacji przewozu. Samoloty pasażerskie mogą przewozić jedynie towary drobnicowe w pomieszczeniach ładunkowych pod podłogą kabiny pasażerskiej, w miarę możliwości udźwigu handlowego niewykorzystanego do przewozu pasażerów i ich bagażu. Rozwiązanie to pozwala zabrać jednak niewielką ilość ładunku, sięgającą zazwyczaj od kilku do kilkunastu ton. O wiele więcej ładunku pozwalają zabierać samoloty towarowe (cargo), będące często odpowiednio zmodyfikowanymi wersjami konstrukcji pasażerskich. Nabierają one szczególnego znaczenia w przypadku przewozu towarów ponadgabarytowych, nie mieszczących się w samolotach rejsowych. Wtedy też bardzo istotnym parametrem stają się wymiary drzwi samolotu. To one, oprócz rodzaju ładunku i jego wagi, najczęściej decydują o decyzji przyjęcia przesyłki do przewozu drogą powietrzną. W modelu prezentowanym w pracy uwzględniono wykorzystanie samolotów pasażerskich. Wymagało to oszacowania liczby pasażerów oraz masy zabieranego przez nich bagażu, jako ograniczenia dla możliwej do zaoferowania pojemności cargo. Uwzględniono również ilość niezbędnego paliwa, zależną w rzeczywistości m.in. od trasy czy warunków pogodowych. Jednak najważniejszym elementem problemu decyzyjnego jest kwestia planowania sieciowego. Problemu dostępnej pojemności nie można traktować wyłącznie w kategorii punkt nadania - punkt odbioru, ze względu duże możliwości trasowania przesyłki o zróżnicowanych czasie dostawy. W odróżnieniu od przewozów pasażerskich, gdzie oczekuje się połączenia bezpośredniego, lub z minimalną liczbą przesiadek, w transporcie cargo możliwe jest dostarczanie przesyłek ze znacznie większą liczbą etapów pośrednich. Tym samym problem należy rozpatrywać z uwzględnieniem topologii sieci z równoczesnym uwzględnieniem ograniczeń takich jak np. rodzaj przesyłki (np. niektóre towary niebezpieczne nie mogą lecieć z pasażerami w lotach rejsowych), ograniczenia ze względu na wysokość – w wąskokadłubowych samolotach pasażerskich zazwyczaj do 1,6 m, czy na czas (towary priorytetowe o wymaganym krótszym czasie tranzytu). Inne ograniczenia związane są z infrastrukturą naziemną – nie wszystkie porty lotnicze obsługują wszystkie kategorie przesyłek (np. zwierzęta mogą być odprawiane tylko na lotniskach z kontrolą weterynaryjną). Model został zaimplementowany komputerowo, co pozwala na uzyskanie wstępnych wyników dla niewielkiego fragmentu siatki połączeń oferowanych przez przewoźnika lotniczego, przy uwzględnieniu licznych ograniczeń. W dalszych etapach prac będzie się dążyć do uzyskania metody i narzędzia pozwalającego na skuteczne rozwiązywanie problemu sieciowego planowania dostępnej pojemności w lotniczych przewozach cargo, przy parametrach procesu zbliżonych do wartości rzeczywistych.
Author Wioletta Migza ZITL
Wioletta Migza,,
- Department of Air Transport Engineering
, Jacek Skorupski ZITL
Jacek Skorupski,,
- Department of Air Transport Engineering
Pages219-220
Publication size in sheets0.3
Book Cieciński Piotr (eds.): I Kongres Lotniczy i Kosmonautyczny. Streszczenia referatów, 2016, Politechnika Rzeszowska, 262 p.
Languageen angielski
File
02 - Migza_Skorupski.pdf 97.76 KB
Score (nominal)5
Citation count*0 (2018-06-29)
Cite
Share Share

Get link to the record
msginfo.png


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back