یکی از موضوعات موردتوجه در صنعت هوانوردی، مبحث برنامه ریزی فرود هواپیماهای ورودی به فرودگاه است. با ورود هواپیماهای مختلف به محدوده راداری فرودگاه، مراقبین پرواز در برج مراقبت باید ترتیب فرود هواپیماهایی که در آن لحظه در آسمان فرودگاه در حال پرواز هستند را مشخص نمایند. برای اختصاص چنین ترتیب فرودی محدودیتهای مختلفی موردتوجه قرارمیگیرد که از آن جمله می‌توان به محدودیت جداسازی دو هواپیما اشاره نمود. این محدودیت از دیدگاه مباحث آئرودینامیک اهمیت زیادی دارد و در صورت عدم رعایت آن امکان بروز حادثه برای هواپیماهای متوالی وجود دارد.
مهمترین نتیجه موردنظر برنامه ریزی فرود هواپیماها، کمینه کردن تأخیرها است که از ایجاد هزینه سوخت اضافه برای هواپیماها و همین‌طور ایجاد نارضایتی مسافران جلوگیری می‌کند. ازآنجایی‌که هزینه های مربوط به سوخت ناوگان پروازی درصد قابل‌توجهی از هزینه های شرکت‌های هواپیمایی را شامل می شود، برنامه ریزی فرود هواپیماها موردتوجه شرکت‌های هواپیمایی و همچنین شرکت‌های فرودگاهی قرارگرفته است. همین امر باعث شده است که اغلب فرودگاههایی که عملکرد بهتری در خصوص مدیریت ترافیک پروازی دارند، توجه شرکت‌های هواپیمایی بیشتری را به خود جلب کنند. از سوی دیگر، در صورت دستیابی به عملکردی مناسب در مدیریت ترافیک پروازها، شرکت‌های فرودگاهی این امکان را خواهند داشت که در بازه زمانی ثابت، پذیرای تعداد بیشتری از هواپیما باشند.
شرکت‌های فرودگاهی بخشی از درآمد خود را از هزینه اجارهی جایگاه پارک[1] به دست میآورند. هزینه جایگاههای پارک، بسته به امکانات آن، متغیر است. امکاناتی نظیر برق زمینی[2] و یا ورودی های مسافری[3] در قیمت جایگاه پارک تأثیرگذار هستند. در تمامی فرودگاههای جهان دو نوع جایگاه پارک موجود است. جایگاه پارک با ورودی مسافر و جایگاه پارک دور از سالن[4]. جایگاه پارک با ورودی مسافر یا بانام دیگر جایگاه پارک با خرطومی اتصال، جایگاههای پارکی هستند که مسافرین یک هواپیما بدون نیاز به ورود به محوطه فرودگاه به‌طور مستقیم با بهره گرفتن از یک راهرو (خرطومی اتصال) به هواپیما وارد و یا از آن خارج میشوند.
نیاز به ورود به محوطه فرودگاه به‌طور مستقیم با بهره گرفتن از یک راهرو (خرطومی اتصال) به هواپیما وارد و یا از آن خارج میشوند؛ اما هواپیماهای واقع در جایگاه پارک دو از سالن، برای مسافر گیری و یا پیاده کردن مسافران خود نیاز به سرویس اتوبوس[5] دارند. از بین این دو نوع جایگاه، جایگاه پارک با ورودی مسافر دارای قیمت بالاتری است. قیمت این جایگاهها بدین‌صورت محاسبه می شود که به ازای هر مسافری که از یک هواپیما از ورودی مسافری استفاده می‌کند مبلغی ثابت از خط هواپیمایی مربوطه دریافت می شود که قیمت سرویس اتوبوس در مقابل آن ناچیز است. علیرغم قیمت بالاتر جایگاه پارک با ورودی مسافر، شرکت‌های هواپیمایی برای کسب رضایت بیشتر مسافران خود ترجیح می دهند تا هواپیماهایشان به جایگاه پارک با ورودی مسافر تخصیص پیدا کند. جایگاه پارک با ورودی مسافر دارای یک مزیت ایمنی نیز هست، با استفاده مسافرین از ورودی مسافر دیگر خطرات ناشی از حضور مسافران در محوطه فرودگاه وجود ندارد و از ایجاد اتفاقات مختلف جلوگیری می شود.
با توجه به اینکه در هنگام عقد قرارداد خطوط هواپیمایی با فرودگاهها، خطوط هواپیمایی نمیتوانند در مورد نوع جایگاه پارک خود شرایطی را اعلام کنند و نوع جایگاه پارک یک هواپیما بر عهده‌ی کنترلر فرودگاه در لحظهی فرود هواپیما است؛ بنابراین در صورت برنامه ریزی صحیح می‌توان هواپیماهای بیشتری را به جایگاههای پارک با ورودی مسافری اختصاص داد و از این طریق به افزایش درآمد فرودگاه کمک کرد.
با توجه به مطالب بیان‌شده، مدیریت فرودگاهها برای جذب شرکت‌های هواپیمایی و همین‌طور بالا بردن درآمد خود باید بتوانند توازنی بین دو موضوع کنترل ترافیک هواپیماهای ورودی (توالی فرود هواپیماها) و تخصیص هواپیماها به ورودی های مسافری ایجاد کنند تا بتوانند علاوه برافزایش درآمد خود، مشتریان خود (شرکت‌های هواپیمایی) را راضی نگه‌دارند؛ اما تنها مشکل در این زمینه وابستگی بسیار زیاد این دو مسأله به یکدیگر است. بدین معنا که هواپیماها به‌محض فرود در فرودگاه باید جایگاه پارکی به آن ها تخصیص یابد و آن جایگاه پارک باید در لحظهی فرود هواپیما مذکور خالی و آماده به خدمتدهی باشد.
این موضوع باعث می شود که زمان فرود هواپیماها تأثیر مستقیمی در جایگاه پارک تخصیصی به یک هواپیما داشته باشد. یا به‌عبارت‌دیگر، ممکن است در بعضی از مواقع فرود یک هواپیما با تأخیری چنددقیقه‌ای باعث خالی شدن یک جایگاه پارک دارای ورودی مسافر بشود و با تخصیص این هواپیما به همان جایگاه باعث بالا رفتن درآمد فرودگاه شد؛ اما همیشه فرودگاهها باید در نظر داشته باشند که میزان این تأخیر تأثیری مستقیم در رضایت شرکت‌های هواپیمایی دارد. در این فصل بر ادبیات این دو موضوع داریم.
1-2- طرح موضوع
در ایالات‌متحده برآورد شده است که هزینه تأخیر در پروازهای داخلی حدود 3.5 بیلیون دلار در سال میباشد که با افزایش رقابت تجاری بین ایرلاینهای مختلف این هزینهها بار مالی زیادی در پی خواهد داشت؛ درنتیجه برنامه ریزی و توالی پروازها به یکی از مهمترین مسائل کاری در حوزه کاری مراقبت پرواز شده است. برای مواجهه با این معضل و در شرایطی که فرودگاه دارای چندین باند پروازی است، از الگوریتم‌های مختلفی استفاده می شود. برنامه ریزی پروازهای ورودی برای چند باند پروازی تابعی از تخصیص پروازهای ورودی به باندهای پروازی مختلف در یک فرودگاه میباشد به‌طوری‌که توالی ورودی پروازها و زمان فرود آن ها با حفظ جدایی استاندارد بین پروازها و ظرفیت موجود در فرودگاه باعث کاهش تأخیرات پروازی گردد.
برای حل مسأله ASP در فرودگاههای دارای چند باند پروازی از راهحل سادهای به نام اولین ورودی- اولین سرویسدهی[6] (FCFS) استفاده می شود که بر اساس زمان فرود برنامه‌ریزی‌شده[7] (PLTs) در آن فرودگاه میباشد. در شکل 1-1 مثال سادهای از حل مسأله به روش FCFS نشان داده‌شده است.
اما در تعیین ترتیب ورود پروازها انتخاب باند مناسب فرود برای کاهش تأخیر پروازی، فاصله زمانی فرود (LTI) را در نظر میگیرند که حداقل زمان جدایی قابل‌قبول برای دو پرواز ورودی پشت سر هم به یک باند پروازی را نشان میدهد. اساساً LTI یک کمیت تغییرپذیر میباشد زیرا:
1- برای حفظ ایمنی پروازها لازم است که دو پرواز هم‌ارتفاع دارای حداقل جدایی افقی بر اساس نوع هواپیما و موقعیت واقعی آن ها باشند.
2- سرعت هر هواپیما هنگام فرود متفاوت میباشد.
3- تسهیلات و تجهیزات هر باند پروازی، برای تعیین زمان LTI تأثیرگذار است.
جدول 1-1 نمونهای از حداقل زمان LTI مربوط به انواع مختلف هواپیماهای مسافربری را نشان میدهد. همانطور که مشاهده میکنید این جدول غیرمتقارن میباشد به‌طوری‌که زمان LTI هواپیمای B727 پشت سر هواپیما B747 200 ثانیه است درصورتی‌که فقط 70 ثانیه در شرایطی که ترتیب دو هواپیما جابجا شود زمان لازم است. اگرچه راهکار FCFS عدالت را بر اساس PLT رعایت می‌کند ولی با توجه به نامتقارن بودن زمان LTI، با جابجایی موقعیت هواپیما در صف ورود هر باند پروازی و یا جابجایی آن ها در بین صفوف باندهای پروازی مختلف می‌توان تأخیرات پروازی را کاهش داد و ظرفیت پروازی فرودگاه را افزایش داد.
[1] park
[2] APU- Auxiliary Power Unit
[3] Jetway
[4] Remote Stand
[5] Bus Lunch
[6]First Come First Service
[7] Planned Landing Time
