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27.03.1998 - 

Airports de Paris planen objektorientiert

De Gaulle und Orly parken ihre Flugzeuge "optimal"

Der Termin bei den Flughafenkontrolleuren beginnt trotz Optimierungssoftware mit einigen Hindernissen. In München ist Kaiserwetter, in Paris aber dickster Nebel. Die Flugzeuge können in Bayern nicht pünktlich starten und in Frankreich nicht landen. Der Flieger steht zunächst eine Stunde in der Parkbox und dann auf dem Rollfeld herum - ein Fall von Fehlplanung?

Nach endlosen Diskussionen mit der französischen Polizei, Rückrufen, Faxen und persönlichen Versicherungen der obersten Kontrollinstanz ist es erlaubt, mit der richtigen Kennkarte etikettiert, sämtliche Kontrollposten im Airport De Gaulle zu passieren. Es geht zu Fuß übers Rollfeld. Der Zebrastreifen ist reichlich überdimensioniert, und von Unerfahrenen kaum als solcher erkennbar. Ständig besteht die Gefahr, nicht nur von diversen PKWs und Bussen, sondern auch von beweglichen Treppen und Jumbos überfahren zu werden.

Das Kontrollzentrum ist genau so, wie es die meisten hauptsächlich aus verschiedenen Katastrophenfilmen kennen dürften: jede Menge Monitore mit dem kompletten Flughafen und dem Radar im Blick. Teil des Szenarios ist die Optimierungsanwendung "Saiga", mit der sich die Parkpositionen der Flugzeuge planen und innerhalb weniger Sekunden neu zuweisen lassen. Zwar können die Airport-Kontrolleure damit noch nicht die Wetterbedingungen und damit verbundene Änderungen in den Flugplänen beseitigen, wohl aber dazu beitragen, daß die Passagiere nicht per Anzeigetafel von einem Check-in-Schalter zum nächsten gehetzt werden, daß Vorlieben der Fluggesellschaften berücksichtigt werden können und Busse oder Gangways bereitstehen sowie daß alle anderen Wartungs- und Serviceleistungen für die Maschinen und Fluggäste gewährleistet sind.

Allein der Flughafen Charles de Gaulle 1 fertigt pro Tag rund 800 Flugzeuge ab. Etwa 95 Prozent der Passagierflieger können dank der Optimierungssoftware Parkpositionen mit fahrbaren Gangways zugewiesen werden, was den Fluggästen lange Wege durch die Gewölbe des Terminals erspart. Trotzdem benötigt der Flughafen pro Tag rund 150 Busse für das sternförmig aufgebaute Terminal 1 und 500 Busse, die weiter entfernt liegende Anlegestellen anfahren.

Mit der Zuweisung einer Anlegestelle bestimmt der Administrator zugleich die Check-in-Schalter, das Terminal, das Ankunfts- und Abflug-Gate sowie die Gepäckbänder. Monitore informieren das Flughafenpersonal sowie die Fluggäste. Auch sämtliche Dienstleister vom Reinigungsservice bis zum Catering, Entfroster und Tankwagen erhalten auf diese Weise ihre Informationen.

Damit die beste Parkposition ermittelt werden kann, benötigen die Planer Angaben über den Flugzeugtyp, der wiederum Aufschluß gibt über die Maße des Fliegers, über die Ankunft- und Abflugzeit, mit denen die Reihenfolge des Parkens bestimmt werden kann, sowie über die Präferenzen der einzelnen Fluggesellschaften. Zum einen können die Passagiere so damit rechnen, daß eine Flugroute fast immer an demselben Gate abgefertigt wird, und zum anderen ist es möglich, spezielle Sicherheitsvorkehrungen wie bei Nahostflügen getrennt vom Routinebetrieb zu treffen.

Laurent Langinier ist einer der Saiga-Administratoren und unter anderem für die Planung des kommenden Tages zuständig. Wie alle anderen aus der Flughafenkontrolle beginnt er damit um etwa 22.00 Uhr. Noch bis vor drei Jahren arbeiteten die ADP-Angestellten bis Mitternacht, um die Pläne fertigzustellen. Ihnen standen DIN-A1-Bögen zur Verfügung, in die alle Zuweisungen von Hand eingetragen werden mußten. Mindestens fünf waren für einen Tagesplan notwendig. Dabei sei es schon mal vorgekommen, daß Parkpositionen doppelt belegt waren, räumt Langinier verlegen ein - "allerdings nur in der Planung".

Um die Programmierung der Planungssoftware in Angriff nehmen zu können, wurden in einem ersten Schritt die Zeichnungen duch maschinelle Drucke ersetzt. Zwar mußten die Angestellten noch immer alle Daten im Kopf haben und manuell eingeben, doch sah das Endergebnis bereits nach DV-Anwendung aus.

Die gedruckten Pläne nahm die ADP als Vorlage für die Bildschirmoberfläche, die den ADP-Mitarbeitern heute zur Verfügung steht. Die Kontrolleure sehen darauf etwa die verfügbaren Parkpositionen, die Aufenthaltsdauer, den gegenwärtigen Abfertigungsstatus und den Flugzeugtyp in einem Balkendiagramm. Will der Administrator Genaueres zum Flugzeug wissen, zum Beispiel die Anzahl der Fluggäste, fährt er einfach mit der Maus über den Balken. Die Zusatzinformationen werden seitlich in einem zusätzlichen Fenster aufgeblendet. Die Drucker wurden abgeschafft. Die Berechnung der Pläne dauert etwa drei Sekunden. Dabei werden heute rund 20 Prozent mehr Flugbewegungen verzeichnet als noch vor zwei Jahren.

Seit dem September 1996 ist die Planungssoftware im Einsatz. Ein Jahr Arbeit etwa mußte ADP in die Entwicklung investieren. Das Schwierigste war, die Kriterien und Prioritäten herauszufinden, nach denen die Flughafenadministratoren sich entscheiden. Mit fertigen Softwarebausteinen wollte sich das Entwicklerteam von ADP ersparen, sämtliche Algorithmen für die Optimierung und die angewandten Regeln (Con- straints) selbst erfinden zu müssen, so Eric Vautier, Technical Manager für Saiga. Sie griffen auf die objektorientierten Produkte der Firma Ilog zurück.

Das Entwicklungsteam bestand aus vier Personen, die insgesamt 20 Tage Beratung durch den Hersteller erhielten. Für die Entwicklung einer Echtzeitversion von Saiga benötigte das Entwicklerteam rund ein Jahr. Dieses Programm, das die Einweisung eines Flugzeugs in Sekundenschnelle erlaubt, ist seit Oktober 1997 im Einsatz. Mit Saiga arbeiten heute rund 60 Endanwender. Sie sind zwischen 25 und 60 Jahre alt und haben mindestens eine zweijährige ADP-Ausbildung für ihren Beruf. Die Einweisung der End-User in die komplette Software nahm etwa drei Tage in Anspruch, es dauerte allerdings drei Monate, bis sie die Software im Schlaf beherrschten.

Die Benutzer sehen die Daten für den kompletten geplanten Ablauf in der unteren Bildschirmhälfte; im oberen Teil des Monitors sind die Flugzeugbewegungen der vergangenen zehn Minuten verzeichnet. Die Daten stammen komplett aus einem Informationssystem, das gleichzeitig mit Saiga entstand und neben Informationen über den Flughafenbetrieb auch Daten aus der Flugüberwachung enthält.

Die Begleitung eines Flugzeugs, das einen Pariser Flughafen ansteuert, fängt rund vierzig Minuten vor seiner Ankunft an. Die heiße Phase allerdings beginnt genau zehn Minuten vor der Landung, die vom Radar überwacht wird. Die Optimierungssoftware macht den Administratoren Vorschläge für die Plazierung und die Reihenfolge des Parkens. Die Entscheidung muß jedoch immer noch der Mensch treffen.

Trotzdem will Anwender Langinier die Software nicht mehr missen: "Früher stand mir ein Fahrrad zur Verfügung, heute ein Formel-1-Bolide." Die Optimierungssoftware ist wie das Dateninformationssystem auf einem AIX-Rechner installiert und über die Middleware "Tuxedo" mit anderen Flughafenapplikationen verbunden.

Auch ohne Streiks der Feuerwehr bildet das Dreieck Paris, London, Frankfurt am Main gegenwärtig das Nadelöhr im europäischen Flugbetrieb. Mit Hilfe von Optimierungsformeln, die sich des Verkehrs in diesem Luftraum annähmen, ließen sich rund sechzig bis siebzig Prozent aller verkehrsbedingten Verspätungen in ganz Europa vermeiden, so Remy Lissajou, Spezialist für Optimierungsformeln bei Ilog. Allerdings habe die europäische Aufsichtsbehörde Eurocontrol über den Einsatz einer solchen Software noch nicht entschieden.

Optimierung

Laut Remy Lissajou, der bei Ilog an der Entwicklung von Optimierungsklassen beteiligt ist, kommen bei der Errechnung von Optima verschiedenartige Algorithmen mit unterschiedlichen mathematischen Ansätzen zum Einsatz. Diese Algorithmen dienen dazu, vorhandene Ressourcen besser zu nutzen. Für den Anwender ist nicht sichtbar, wenn die Applikation die verschiedenen Muster durchprobiert und sich schließlich für ein auf den Anwendungsfall passendes entscheidet. Mögliche Anwendungsfälle reichen von der Personal- oder Netzplanung bis zur Luftraumkontrolle.

Angeklickt

ADP, die halbstaatliche Betreibergesellschaft der Pariser Flughäfen Charles de Gaulle und Orly, setzt C++-Klassen und Constraints ein, um ihre Ressourcen besser auszulasten sowie den Service für Fluggesellschaften und Fluggäste zu gewährleisten. Zudem wird auf diese Weise die Arbeit für die Kontrolleure des Flughafens erheblich einfacher.

Airports de Paris

Airports de Paris (ADP) ist die Betreibergesellschaft der Pariser Flughäfen. Sie steht unter der Aufsicht des französischen Luftfahrt-Ministeriums. Pro Jahr fertigen die Flughäfen Charles de Gaulle und Orly rund 55 Millionen Passagiere ab. ADP beschäftigt zirka 7000 Mitarbeiter, von denen 80 in der IT-Abteilung des Unternehmens arbeiten. Mit dem Einsatz von Optimierungssoftware allein kann die steigende Verkehrslast auf den Flughäfen nicht bewältigt werden. Daher werden derzeit rund zehn Milliarden Franc in die Modernisierung der Terminals von Orly und des Terminals 1 von Charles de Gaulle investiert. Zudem soll der letztgenannte Flughafen zusätzliche Start- und Landebahnen erhalten.