Bodenabfertigungsprozesse im Luftverkehr: Eine statistische Analyse am Beispiel der Deutschen Lufthansa AG am Flughafen Frankfurt/Main

321 Pages·2010·7.52 MB·German

by  Andreas Schlegel (auth.)

Andreas Schlegel
Bodenabfertigungsprozesse im Luftverkehr
GABLER RESEARCH
Andreas Schlegel

Bodenabfertigungsprozesse
im Luftverkehr

Eine statistische Analyse
am Beispiel der Deutschen Lufthansa AG
am Flughafen Frankfurt/Main
RESEARCH
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Dissertation Georg-August-Universität Göttingen, 2010

1. Aufl age 2010
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Lektorat: Ute Wrasmann | Jutta Hinrichsen
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Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier
Printed in Germany
ISBN 978-3-8349-2399-8
Vorwort
DievorliegendeArbeitenstandimRahmenmeinerTätigkeitalswissenschaftlicher
Mitarbeiter an der Professur für Statistik der Georg-August-Universität Göttin-
gen und wurde im Februar 2010 von der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät
als Dissertation mit dem ursprünglichen Titel Modellierung, Simulation und Pro-
gnosevonBodenabfertigungsprozessenderDeutschenLufthansaAGamFlughafen
Frankfurt/Main angenommen.
MeinbesondererDankgiltmeinemDoktorvater,HerrnProf.Dr.WalterZucchini,
für die langjährige vertrauensvolle Zusammenarbeit, das große Interesse an mei-
nerArbeitunddiestetswertvollenHinweiseundAnregungen.Danebendankeich
Herrn Prof. Dr. Fred Böker für die zügige Erstellung des Zweitgutachtens sowie
Frau Prof. Dr. Jutta Geldermann für die Übernahme der Aufgabe als Drittprüfe-
rin in der Disputation. Außerdem möchte ich allen Kollegen der Professuren für
StatistikundÖkonometriefürdieschönengemeinsamenJahredanken.
WeiterhingiltmeingroßerDankderDeutschenLufthansaAGfürdieZusammen-
arbeitunddieZurverfügungstellungihrereinzigartigenProzessdaten.Insbesondere
dankeichHerrnArnoThon,LeiterSystempartnerundPünktlichkeitsmanagement
der Deutschen Lufthansa AG am Flughafen Frankfurt/Main, für die langjähri-
ge Betreuung und Unterstützung meiner Arbeit. Außerdem danke ich Herrn Dr.
MichaelMedererfürdieAnregungdesThemassowieallenMitarbeiternderDeut-
schen Lufthansa AG und der Informationsdesign AG, die mit der Beantwortung
meinerFragenmeinVerständnisderDatenundderzuGrundeliegendenProzesse
ermöglichthaben.
SchließlichmöchteichmeinergesamtenFamiliesowieallenFreundenfürdielang-
jährige Motivation und das Verständnis für die vielen langen Phasen, in denen
meine Promotion an erster Stelle stand und kaum Zeit für anderes blieb, danken.
Ganz besonders dankbar bin ich meiner Frau Nadine und meinem Sohn Moritz
für ihre unendliche Geduld und ihre unersetzliche Unterstützung, ohne die diese
Arbeitnichtmöglichgewesenwäre.
GöttingenimApril2010 AndreasSchlegel
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis VII
Abbildungsverzeichnis XI
Tabellenverzeichnis XVII
Abkürzungsverzeichnis XXI
1 Einleitung 1
2 Luftverkehr 5
2.1 EntwicklungdesLuftverkehrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 VerspätungenimLuftverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3 Hub&Spoke-Netzwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4 StrategischeAllianzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.5 BedeutungderPünktlichkeitimLuftverkehr . . . . . . . . . . . . . 27
2.6 KonzeptefüreineneffizienterenLuftverkehr . . . . . . . . . . . . . 33
2.7 DeutscheLufthansaAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.8 FlughafenFrankfurt/Main . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3 Bodenabfertigung 47
3.1 ProzessederBodenabfertigung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2 RelevanzderBodenabfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.1 RelevanzfürdieProzesseeinerFluggesellschaft . . . . . . . 58
3.2.2 RelevanzfürdieeffizienteNutzungvonKapazitäten . . . . . 63
VIII Inhaltsverzeichnis
3.3 Bodenabfertigungsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4 Datenbeschreibung 77
4.1 ALLEGRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.2 ALLEGRO-Sollzeitenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.3 DetailszudenBodenabfertigungsprozessen . . . . . . . . . . . . . . 89
4.3.1 Ankunft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.3.2 Deboarding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.3.3 Cleaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.3.4 Catering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.3.5 Fueling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.3.6 Boarding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.3.7 Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.3.8 PushbackundAbflug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.3.9 WeitereProzesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.4 WeitereInformationenzurBodenabfertigungunddenFlugereignissen 112
4.5 DelayCodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.6 DatenaufbereitungundDatenauswahl. . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5 Datenanalyse 125
5.1 MethodikderModellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
5.1.1 Generalized Additive Models for Location, Scale and Shape
(GAMLSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.1.2 MischungenvonGAMLSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.1.3 VerteilungderZielvariablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5.1.4 SpezielleFunktionstypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
5.1.5 ModellüberprüfungundModellauswahl . . . . . . . . . . . . 143
5.1.6 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.2 AnalyseundModellierungderTeilprozesse . . . . . . . . . . . . . . 145
5.2.1 Deboarding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.2.2 Cleaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Inhaltsverzeichnis IX
5.2.3 Catering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
5.2.4 Fueling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
5.2.5 Boarding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
5.2.6 Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
5.3 SimulationenzurAnalysedesEinflussesvonVeränderungenderTeil-
prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
5.3.1 Cleaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
5.3.2 Catering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
5.3.3 Fueling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
5.3.4 Boarding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
5.3.5 Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
5.3.6 WechselwirkungenzwischenmehrerenProzessen . . . . . . . 216
5.4 Prognose-ModellefürReady-to-Pushback-Zeiten . . . . . . . . . . . 224
5.4.1 DasPrognose-ModellvonCarretal.(2005) . . . . . . . . . 225
5.4.2 ErweiterungdesModellsvonCarretal.(2005) . . . . . . . 228
5.4.3 PrognosenaufBasisdesSimulations-Modells . . . . . . . . . 238
5.4.4 VergleichderPrognose-Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . 239
6 Zusammenfassung und Ausblick 249
A Anhang 255
A.1 DelayCodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
A.2 Residuen-PlotsderTeilprozess-Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . 259
A.3 Basis-ModellefürdieErweiterungdesPrognose-ModellsnachCarr
etal.(2005) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Literaturverzeichnis 283
Abbildungsverzeichnis
2.1 Entwicklung des weltweiten Linien-Luftverkehrs von 1971 bis 2008
sowiePrognosederweiterenEntwicklungbis2025 . . . . . . . . . . 6
2.2 EntwicklungdesAnteilsverspäteterAbflügebeiFlügeninnerhalbder
USAsowieinnerhalbEuropasvon1992bis2007 . . . . . . . . . . . 9
2.3 Geplante Flugbewegungen (nur Turnarounds) der Deutschen Luft-
hansa AG am Flughafen Frankfurt/Main je 5-Minuten-Intervall am
16.05.2006 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.1 KernprozessederBodenabfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2 GeräteundFahrzeugebeiderBodenabfertigungeinesAirbusA320 50
4.1 Lufthansa Referenzmodell für die Kontinental-Flotte am Flughafen
Frankfurt/Main . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2 Zeitdefinitionen sowie Soll- und Istzeiten am Beispiel der Bodenab-
fertigung eines Airbus A321 in FRA (Brückenabfertigung) zwischen
demInbound-FlugLH3007ausStockholmunddemOutbound-Flug
LH4410nachMadridam08.Juli2006 . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.3 VerteilungderVerspätungszeitennachVerspätungsklassen . . . . . 116
5.1 AGTinAbhängigkeitvonSGTundAVGT. . . . . . . . . . . . . . 125
5.2 AGTundRGTinAbhängigkeitvonAVGT . . . . . . . . . . . . . 127
5.3 Differenz zwischen den Prozesszeiten und ATA in Abhängigkeit von
AVGT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.4 BeispielevonJSU-VerteilungenundBCT-Verteilungen . . . . . . . 139
5.5 DarstellungderKonstruktionderSplinesS1(x),S2(x)undS3(x) . . 142
5.6 ModellfürdieZeitzwischenATAundDeboarding-Beginn . . . . . 151
XII Abbildungsverzeichnis
5.7 Residuen-PlotsdesModellsfürdieZeitzwischenATAundDeboard-
ing-Beginn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
5.8 ModellfürdieDeboarding-DauerbeiBrücken-AbfertigungimBereich
AVGT≤50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
5.9 ModellfürdieDeboarding-DauerbeiBus-Abfertigung. . . . . . . . 154
5.10 ModellfürdieZeitzwischenATAundCleaning-Positionsmeldung . 156
5.11 Modell1fürdenCleaning-Beginn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
5.12 Modell2fürdenCleaning-Beginn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.13 Modell1fürdieCleaning-Dauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5.14 Modell2fürdieCleaning-Dauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.15 Modell1fürdieCleaning-DauermitdemabNovember2006gültigen
Cleaning-Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
5.16 Modell2fürdieCleaning-DauermitdemabNovember2006gültigen
Cleaning-Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
5.17 ModellfürdieZeitzwischenATAundCatering-Positionsmeldung . 168
5.18 Modell1fürdenCatering-Beginn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.19 Modell2fürdenCatering-Beginn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.20 Modell1fürdieCatering-Dauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
5.21 Modell2fürdieCatering-Dauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
5.22 ModellfürdieZeitzwischenATAundFueling-Positionsmeldung . . 177
5.23 ModellfürdieZeitzwischenATAundBlockfuel-Meldung. . . . . . 178
5.24 Modell für die Zeit zwischen Fueling-Positionsmeldung und Fueling-
Beginn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
5.25 ModellfürdieFueling-Dauer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
5.26 ModellfürdieZeitzwischenATAundBoarding-Positionsmeldung . 188
5.27 ModellfürdieZeitzwischenServicing-EndeundBoarding-Beginn . 190
5.28 ModellfürdieBoarding-Dauer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
5.29 ModellfürdieZeitzwischenATAundLoading-Beginn . . . . . . . 195
5.30 ModellfürdieZeitzwischenBoarding-EndeundLoading-Ende. . . 197
5.31 StrukturdesSimulationsmodells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
5.32 VergleichderSimulationmitdenAnalysedaten . . . . . . . . . . . 201