시뮬레이션을 통한 공항 프로세스 최적화 및 교통시설 설계

시뮬레이션을 통한 공항 프로세스 최적화 및 교통시설 설계

개요

트랜시스템스는 운송업계에서 25년 이상의 모델 경력을 가진 건축 및 엔지니어링 기업이다. 이 회사는 철도, 공항, 항만, 도로, 교통 공급망, 산업 시설 자동화, 심지어 식당과 병원 시설에서의 신속한 서비스 유형 운영과 관련된 사업을 하고 있다.

TransSystems는 그들의 작업을 통해 회사가 수행하는 많은 프로젝트에 도움을 주는 다양한 특정 디지털 도구를 개발했다. 그러나 때때로, 특히 다중모드 운영이나 운송 시스템 모델링이 필요한 경우에는 표준 운송 디지털 도구가 적용되지 않는다. 공항 시뮬레이션, 교통 계획, 건설 최적화, 보행자 시뮬레이션 및 기타 복잡한 프로젝트의 경우 TransSystems는 AnyLogic 소프트웨어를 적용한다.

공항, 항구 또는 철도 회랑과 같은 대형 교통 시설을 설계하는 것은 다단계에서 많은 계획을 필요로 한다. 이러한 사업은 광범위하고 장기적이며, 일반적으로 최고의 가치 대비 옵션에 관심이 있는 이해당사자들이 많이 참여하며, 모든 관련 당사자들의 지원과 협조를 얻는 것이 중요하다. 이 모든 요건을 해소하기 위해서는 열차, 차량, 버스, 사람 등 필요한 모든 요소를 통합할 수 있는 멀티모달 시스템을 적용할 필요가 있다.

아키텍처에서는 어떤 문제든 제시하고 합의해야 하며, 이는 마감시한이 촉박한 다양한 상황 모델링이 요구된다. 이러한 경우, AnyLogic 모델링은 비교적 짧은 시간 내에 시스템에 대한 유용한 통찰력을 제공할 수 있는 동적 시공 시뮬레이션 모델을 만들 수 있기 때문에 특히 유리하다. 이와 동시에, 발견물에 대한 쉬운 의사소통과 설명이 가능한 데이터 시각화 도구도 제공한다.

사례 1

통합 렌터카 시설: 초기 단계에서의 데크 크기 조정 및 계획

통합렌터카 시설은 공항 주변에 흩어져 있는 여러 기관의 렌터카 운영을 모두 통합하는 거대한 구조물이다. 이러한 시설들은 대형 공항에서 점점 더 인기를 끌고 있다. 트란시스템스는 시카고 오헤어, 로스앤젤레스 국제공항, 샌안토니오, 피닉스 공항 등에서 이러한 시설 개발에 협력했다. 통합 렌터카 시설은 주차 구조만 있는 것이 아니라 다양한 브랜드 운영과 최대 수요로 복잡하고 역동적이다. 더 큰 브랜드들은 그들의 자동차를 그들의 하위 브랜드에 걸쳐 활용해서 그들의 비행대를 유동적으로 유지하고 그들이 소유한 자동차로부터 최대한의 수익을 얻는다. 통합렌터카 시설도 연료 공급, 세탁, 수리 등을 위한 통합 설비를 갖추고 있다. 공항마다 언제가 가장 바쁠지에 따라 고유한 요구 사항이 있다. 임대 시설들은 얼마나 많은 공간과 얼마나 많은 차가 필요한지 계획하기 위해 이 모든 요소들을 고려해야 한다.

문제: 데크 크기 조정

대여 시설은 모든 큰 행사들에 대한 계획과 여름 활동과 같은 계절적인 경우에 대해서도 계획할 필요가 있다. 임대 시설의 경우, 대학 축구 경기와 같은 큰 행사는 매우 짧은 기간 동안 엄청난 수의 차가 필요하기 때문에 파괴적일 수 있다. 시설이 이러한 피크 수요를 너무 과도하게 충족시키지 않고 충족시킬 수 있도록 하는 것이 컨설턴트의 일이다. 통합 렌터카 시설은 운영의 일환으로 고객이 터미널 버스에 접근하거나 층간 수직 접근을 제공해야 한다. 이러한 모든 요구 사항은 공항이 고객이 자동차를 구입하는 데 걸리는 시간에 대한 표준을 유지하도록 하기 위해 충족되어야 한다.

많은 통합렌터카 시설은 4층 높이로 렌터카 업체에 문제가 될 수 있다. 생산적인 운영을 유지하기 위해서는 직원들이 불필요하게 운전을 하는 상황을 피해야 한다. 그런 상황은 자원의 낭비를 초래한다.

렌터카 업체들은 건물 내에서 최적의 운영을 할 수 있는 공간이 얼마나 되는지에 관심이 많았다. 고객이 선택할 수 있는 좋은 자동차와 반환 서지를 처리할 수 있는 공간 사이의 균형을 맞출 필요가 있었다. 그런 점에서 피크 수요를 뒷받침할 수 있는 데크를 정하는 것이 중요했다.

초기 시설계획

로스앤젤레스 국제공항은 4개의 갑판을 갖춘 매우 큰 규모의 통합 렌터카 시설을 계획하고 있었다. 로스앤젤레스 국제 공항의 새로운 설비에 대한 모든 옵션을 검토한 컨설턴트들은 새로운 설비는 터미널에서 시설 상단 데크로 고객을 전달할 수 있는 연결로 제공되어야 한다고 결론지었다. 그럼에도 불구하고 연결 전 개통이 예정되어 있었기 때문에 중간에 하층버스 운행을 지원할 필요가 있었다. 피크 시간에는 버스를 탈 공간이 충분하지 않을 수도 있다는 우려가 있었다. 다양한 구체적인 시나리오에서 시설의 운영을 이해할 필요가 있었다. 어떤 수직 접근 옵션이 프로젝트에 가장 적합한지도 결정할 필요가 있었다.

해결책

개발자들은 AnyLogic 모델링과 고객 도착 패턴을 사용하여 최적의 데크업을 정의했다. 이 모델은 인력과 장비와 같은 요소를 반영하고 시간 기반 출력을 제공해야 했다. 그것은 특정 다른 지표뿐만 아니라 직원과 설비 자원의 활용도를 측정할 수 있어야 했다. 결과 데이터를 통해 이해관계자는 그러한 운영이 자신들에게 실현 가능한지 여부와 프로젝트에 대한 합의 여부를 결정할 수 있을 것이다.

입력화면에서는 개발자가 반환을 위해 각 기관이 할당한 주차장 수, 현장 보관 등의 파라미터를 설정할 수 있었다. 디자인 계획 모델은 각 렌터카 대리점에 얼마나 많은 공간을 할당해야 하는지를 테스트할 수 있도록 했고, 그 데크 디자인이 어떻게 운영될 것인지를 표시했다.

이 모델은 주간 시설 점유에 대한 애니메이션 시각화를 제공했다. 이 시각화는 기관들이 그들의 일반적인 날이 어떨지 그리고 이러한 갑판에서의 운영을 유지하기 위해 얼마나 많은 작업이 필요한지 이해하는 데 도움이 되었다.

초기 시설 계획 수립을 용이하게 하는 로스앤젤레스 공항
셔틀버스 보행자 모델

모델은 또한 그래픽 형태로 출력을 제공했다: 시간대별 현장 구역의 차량 수량, 주유소 이용률, 워시베이 이용률. 이 데이터는 기관들이 필요한 차량 회전을 유지할 수 있는 충분한 공간, 자동차 및 장비 단위를 보유할 것인지를 결정하는 데 도움이 되었다.

컨설턴트들은 AnyLogic 보행자 라이브러리를 이용하여 들어오는 버스를 포함한 애니메이션 군중 시뮬레이션 모델을 만들어 공간이 충분한지 여부를 결정했다. 이 모델은 보행자들이 엘리베이터를 이용해 층 사이를 이동하는 방법도 보여주었다. 이 보행자 시뮬레이션 모델의 초기 반복은 엘리베이터 대신 에스컬레이터를 시뮬레이션해 좋은 결과를 보였지만 에스컬레이터 구현 비용은 매우 높았다. 불이 나면 이 옵션도 안전하지 않은 것으로 드러났다. 그러므로, 관심 있는 사람들은 엘리베이터에 동의했다. 보행자 시뮬레이션 모델은 엘리베이터의 부하에 대한 필요한 통계를 수집하는 데 도움을 주었고, 그 결과 엘리베이터를 사용하는 아이디어를 입증하는 것이 가능했다.

사례 2

라과디아 남서 터미널에 새로운 비행기를 추가하기 위한 운영 연구

라과디아 공항은 남서 터미널의 일정에 새로운 항공편을 추가할 계획이었다. 공항 행정부는 새로운 비행기의 도입이 터미널 용량에 어떤 영향을 미칠지 알고 싶었다.

문제

개발자들은 문제의 규모를 파악하기 위해 비행승객이 공항에 도착하기까지 얼마나 걸리는지 데이터를 토대로 사전 정지 보행자 흐름 분석을 실시했다. 사진에서 솔리드 라인은 대기 구역의 좌석 수를 나타냈고, 빨간색 스택은 새 항공편을 소개하기 전 터미널의 승객 수를 나타냈으며, 추가 승객들은 보라색 구역으로 표현되었다. 그래프를 보면 오후 5시에 새 비행기가 이륙할 경우 이미 붐비는 대기장소에 추가 부담이 생겨 큰 문제가 발생할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

개발자들은 다른 시나리오에서 좌석의 사용을 검토하기 위해 애니로직 보행자 도서관을 이용하여 터미널의 군중 시뮬레이션 모델을 만들었다. 기본 모델은 새로운 비행이 도입되기 전에 모든 터미널 구역의 작동을 표시했고, 그 다음 이 모델에 대해 다양한 가정을 확인할 수 있었다. 가장 좋은 상황은 사람들이 그들의 게이트에서 출발을 기다리고 있을 때였지만, 컨설턴트들은 출발을 기다리기 위해 얼마나 멀리 그들의 게이트에서 벗어나야 하는지를 확인하고 싶었다.

군중 시뮬레이션 모델에서 사우스웨스트
라과디아 공항 관문 구역 배치

크라우드 시뮬레이션 모델을 설정하기 위해 개발자들은 대기 구역에 승객 선호 표를 사용했다.

그 모델은 사람들이 그들의 게이트에서 얼마나 멀리 떨어져 있어야 하는지를 보여주었다. 새로운 비행이 없는 기본 시나리오를 모델링한 결과는 정적 분석과 비교하여 일부 피크가 감소했음을 보여주었다. 이는 승객들이 비행시간 30분 전에 줄을 서 있기 때문이었다. 이 모델은 또한 사람들이 실제로 어디에서 기다릴 것인지 보여주었다. 이를 통해 오버플로가 발생하지 않았고, 상황이 안정적이었음을 확인할 수 있었다.

오후에는 대기 장소가 훨씬 더 많이 활용되었다. 많은 승객들이 각기 다른 지역에 섞여 다른 게이트를 기다리고 있었다. 이 피크 타임에 새로운 비행이 시작되면, 이 지역들 중 일부는 극도로 과부하될 것이다. 이 보행자 시뮬레이션은 이 터미널의 운영과 새로운 비행을 추가하는 것이 이 지역의 승객들에게 얼마나 영향을 미칠지 보여주는 데 매우 유용했다. 여기에는 비행을 대기하기 위해 얼마나 멀리 이동해야 하는지가 포함된다.

해결책

대형 운송시설을 설계하려면 세부사항 하나하나에 대한 세심한 검토와 합의가 필요하다. 그만큼 이런 사업들이 많은 의사결정을 거쳐야 한다는 뜻이다. 엔지니어의 초기 업무는 대개 대안 및 기능 설계를 생산한다. 이들은 물리적 요건과 표준을 고려하지만 사업목표나 운영목표가 충족될지는 정확히 판단하기 어려울 수 있다. AnyLogic 기반 모델링이 대형 운송 설비를 계획할 때 엔지니어가 직면하는 다양한 작업에 대한 보다 빠른 의사결정을 가능하게 하고 통찰력을 크게 향상시켜 주는 것이 바로 여기에 있다.


Beth C. Kulick의 사례 연구 발표 를 AnyLogic Conference에서 시청하시거나 프레젠테이션을 다운로드하세요.

유사 케이스 스터디

더 많은 케이스 스터디

Get a brochure with industry case studies

다운로드