Modellazione e analisi delle operazioni di atterraggio e decollo per aeroporti a pista singola

The main objective of this work is to use a sophisticated discrete event system modeling software, "Arena", to simplify the construction of a simulation single runway model of landing and takeoff operations. Four models have been built, each model represents different operational situations of the runway: the 1st model “for arrivals operations only”, the 2nd “for departures operations only”, the 3rd “mixed operations without taking into account the departure capacity”, while 4th “it’s about mixed arrivals/departures taking into account both capacities”. The sensitivity analysis of the models was carried out by varying the parameter of the actual arrival and departure time, showing that the model is sensitive to this parameter. Once the models have been calibrated, the arrivals/departures capacity curve has been constructed and compared with the one obtained from the data collected from the airport, highlighting that the model considers that the runway can be used with a greater quantity of movements per hour. The model has been evaluated with two scenarios, one varying the fleet mix and the other varying the development of the common approach path, obtaining as results a lower average delay for aircraft when there is a homogeneous mix of the fleet and less development of the common path of approach (6NM). Finally, an optimization scenario was evaluated using a shorter length of the common path of approach and a homogeneous fleet, obtaining that the average delay times for arrivals and takeoffs have been reduced, and the amount of departing movements have been increased for a 10-hour simulation. In conclusion, the model allows to evaluate the different factors that affect the single runway system, it takes only a few seconds to get the results of the simulation and to build a curve that estimates the capacity of the system.

Questo lavoro ha come obiettivo principale quello di utilizzare un sofisticato software di modellazione di sistemi di eventi discreti, “Arena”, per semplificare la costruzione di un modello di simulazione delle operazioni di atterraggio e decollo per una singola pista di volo. Sono stati costruiti 4 modelli, ogni modello rappresenta diverse situazioni di utilizzo della pista: il N°1 solo operazioni di atterraggio, il N°2 solo operazioni di decollo, il N°3 realizza operazioni miste senza tenere in conto della capacità di decollo, mentre che il N°4 realizza le operazioni miste arrivi/partenza tenendo in conto di entrambe le capacità. Si è andata a realizzare l’analisi di sensitività dei modelli variando il parametro del tempo effettivo di arrivo e di partenza, dimostrando che il modello è sensibile a questo parametro. Una volta calibrati i modelli è stata costruita la curva di capacità arrivi/partenze e confrontata con quella ottenuta dai dati rilevati dall’aeroporto in studio, evidenziando che il modello considera che la pista può essere sfruttata con una maggior quantità di movimenti all’ora. Il modello è stato valutato con due scenari, uno variando il mix della flotta e l’altro variando lo sviluppo del sentiero comune di avvicinamento, ottenendo come risultati minore ritardo medio per aeromobile quando si ha un mix omogeneo della flotta e un minor sviluppo del sentiero di avvicinamento (6NM). In fine si è realizzato uno scenario di ottimizzazione con l’utilizzo di una minor lunghezza del sentiero di avvicinamento e una flotta omogenea, da questo si è ricavato che i tempi di ritardo medio tanto per arrivi come per decollo si sono ridotti, ed è incrementata la quantità di movimenti in partenza per una simulazione di 10 ore. In conclusione, il modello permette di valutare i diversi fattori che influenzano il sistema della pista, richiede solo di pochi secondi per ottenere i risultati della simulazione e poter costruire una curva che stima la capacità del sistema.