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Netzmanagement im Luftverkehr

Statische und dynamische Planungsmodelle zur Gestaltung von Hub&Spoke-Flugnetzwerken

AutorMark Jacquemin
VerlagDUV Deutscher Universitäts-Verlag
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl361 Seiten
ISBN9783835090477
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis70,00 EUR
Auf der Basis der hierarchischen Planung entwickelt Mark Jacquemin zwei stochastisch-dynamische Planungsansätze zur Gestaltung von Hub&Spoke-Flugnetzwerken, die zur Unterstützung der strategischen Netzentwicklung herangezogen werden können. Er zeigt, wie diese Planungsansätze in moderne Informations- und Kommunikationssysteme von Fluggesellschaften integriert werden können, und präsentiert eine Software-Applikation, die den Entscheidungsträger bei der Netzentwicklung interaktiv unterstützt.

Dr. Mark Jacquemin promovierte bei Prof. Dr. Heinz Isermann am Seminar für Logistik und Verkehr an der Universität Frankfurt am Main. Er arbeitet als Projektmitarbeiter in der Zentrale Logistik bei der Deutsche Amphibolin-Werke in Ober-Ramstadt und befasst sich dort mit der Gestaltung der Logistiknetzwerke für Farben, Lacke und Bautenschutz.

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Leseprobe
1 Einleitung (S. 1)

1.1 Zielsetzung der Arbeit

Der Personen- und Güterverkehr ist notwendiger Bestandteil arbeitsteiliger Volkswirtschaften. Die Entwicklung des Luftverkehrs erlaubt es, Personen und Güter über große Entfernungen in angemessener Transportzeit zu befördern und nahezu jeden Punkt der Erde innerhalb von 36 Stunden zu erreichen. Fluggesellschaften leisten heute und in Zukunft einen bedeutenden Beitrag zur weltweiten Mobilität von Personen und Gütern. Dabei sind zwei Entwicklungen bemerkenswert: Einerseits wird das Passagier- bzw. Luftfrachtsendungsaufkommen weltweit stetig ansteigen. So wird beispielsweise bis zum Jahr 2023, so die Prognose von Boeing, das Passagieraufkommen jährlich um durchschnittlich 4,8% wachsen und auf 9.497 Mrd. RPK angestiegen sein.

Airbus geht von ähnlich optimistischen Wachstumsprognosen aus und kommt zu dem Schluss, dass im Jahr 2023 weltweit 21.759 Passagier- Flugzeuge im Einsatz sein werden.  ,Andererseits steht dieser attraktive Transportmarkt unter zunehmendem Wettbewerbsdruck, weil in den letzten Jahren zahlreiche Verkehrsgebiete dereguliert wurden und ehemals staatlich abgeschottete Teilmärkte nun von mehreren Fluggesellschaften bedient werden können.

Es stellt sich unter diesen Rahmenbedingungen für die Entscheidungsträger von Fluggesellschaften die spannende Frage, wie die zur Erstellung von Transportleistungen erforderlichen Transportsysteme gestaltet sein müssen, um einerseits das prognostizierte Verkehrswachstum zu bewältigen und andererseits erfolgreich gegen die Konkurrenz auf den relevanten Teilmärkten zu bestehen. Viele Fluggesellschaften haben diese Frage mit dem Umbau ihrer bestehenden Direktverkehrssysteme beantwortet: Zahlreiche Transportsysteme besitzen heute eine Hub&,Spoke-Struktur.

Transportsysteme mit einer Hub&,Spoke-Struktur sind dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Konsolidierungspunkte zur zeitlichen und ortlichen Bündelung des Passagier- und Luftfrachtsendungsaufkommens eingerichtet werden. Dieser spezielle Netztyp gestattet es der netzbetreibenden Fluggesellschaft, eine Reihe von Vorteilen insbesondere auf der Kostenseite zu erzielen.

Da sich jedoch das Verkehrsmittel Flugzeug zu einem Massengut entwickelt hat und die Luftfahrt-Branche immer starken Überkapazitaten sowie wechselhaften Betriebsergebnissen leidet, treten neben Kostenaspekten insbesondere Kundenbedürfinisse stärker in den Vordergrund. Dabei entsteht jedoch folgendes Spannungsfeld: Einerseits versuchen Fluggesellschaften möglichst viele direkte Flugrouten einzurichten, da diese aus Kundensicht attraktiv sind. Andererseits tendieren Fluggesellschaften insbesondere in ICrisenzeiten dazu, aus Kostengründen ihre Transportkapazitaten auf die großen Verkehrsdrehkreuze zu konzentrieren. Durch diese Konzentration entstehen aber viele indirekte und daher aus Kundensicht unattraktive Flugrouten, die diese Hubflughafen passieren müssen.

Der Gestaltung und Nutzung des realen Transportsystems einer Fluggesellschaft kommt daher in diesem Kontext eine wesentliche Bedeutung zu. Diese zentrale Managementaufgabe wird in Theorie und Praxis unter dem Begriff Netzmanagement subsumiert. Das Netzmanagement ist einer der wesentlichen Erfolgsfaktoren von Fluggesellschaften und umfasst drei hierarchisch interdependente Planungsebenen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der strategischen Planungsebene der Netzentwicklung. Im Rahmen der Netzentwicklung ist u. a. über die Struktur- und Ressourcenkonfiguration des Produktionssystems einer Fluggesellschaft zu disponieren.

Durch die Strukturkonfiguration werden langfristig wirksame Entscheidungen hinsichtlich der Anzahl zu bedienender Flughafen sowie der einzurichtenden Flugverbindungen zwischen den Flughäfen getroffen. Die zur Erstellung von Transportleistungen erforderliche Ressourcenkonfiguration beinhaltet kurz- bis mittelfiistig irreversible Entscheidungen bezüglich der Kapazitat und Technologie von stationären und mobilen Ressourcen. Die modellgestützte Struktur- und Ressourcenkonfiguration eines Hub&,Spoke-Systems wird in der relevanten Standortplanungsliteratur unter dem Begriff Hub Location Problem diskutiert.

Die vorliegende Arbeit greift diese anspruchsvolle Problemstellung auf. Das zentrale Forschungsziel besteht in der Entwicklung theoretisch und methodisch fundierter Planungsansätze zur zielgerichteten Gestaltung des Hub&,Spoke-Produktionssytems einer Fluggesellschaft. Auf Basis klassischer Planungsansätze zum Hub Location Problem werden zwei hierarchische Bewertungskonzepte zur dynamischen Struktur- und Ressourcenkonfiguration unter Berücksichtigung stochastischer Schwankungen des Passagier- bzw. Luftfrachtsendungsaufkommens entwickelt.
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort6
Vorwort10
Inhaltsverzeichnis12
Abbildungsverzeichnis16
Tabellenverzeichnis18
Verzeichnis der verwendeten Symbole20
Abkürzungsverzeichnis34
1 Einleitung40
1.1 Zielsetzung der Arbeit40
1.2 Aufbau der Arbeit und Gang der Untersuchung42
2 Grundlagen des Netzmanagements von Fluggesellschaften45
2.1 Kapitelüberblick45
2.2 Charakterisierung von Fluggesellschaften45
2.3 Systeme und deren Representation in Modellen54
2.4 Systemtheoretische Betrachtung des Luftverkehrsmarktes57
2.4.1 Das Nachfragesystem58
2.5 Das Transportsystem einer Fluggesellschaft71
2.5.1 Prozess- und ressourcenorientierte Perspektive des Transportsystems71
2.5.2 Institutionelle Perspektive des Transportsystems90
2.5.3 Verknüpfung der beiden Perspektiven93
2.6 Das Netzmanagement einer Fluggesellschaft96
2.6.1 Einführung in das Netzmanagement96
2.6.2 Ziele und Aufgaben des Netzmanagements100
2.7 Einordnung der vorliegenden Arbeit in das Netzmanagement von Fluggesellschaften und weitere Vorgehensweise110
3 Deterministisch- statische Planungsansätze zur isolierten Strukturkonfiguration von Hub& Spoke- Flugnetzwerken112
3.1 Kapitelüberblick112
3.2 Netzentwicklung als Führungsprozess112
3.3 Hub& Spoke- Flugnetzwerke118
3.3.1 Gestaltung von Hub&Spoke-Flugnetzwerken: Das Hub Location Problem118
3.4 Planungsmodelle zur Losung des p- Hub Median Problems139
3.4.1 Das p-Hub Median Problem mit Einfachzuordnung140
3.4.2 Das p-Hub Median Problem mit Mehrfachzuordnung147
3.5 Planungsmodelle zur Lösung des Hub Location Problems im engeren Sinn150
3.5.1 Das Hub Location Problem mit Einfachzuordnung156
3.5.2 Das Hub Location Problem mit Mehrfachzuordnung158
3.5.3 Erweiterung: Zulässigkeit von Direktverbindungen161
3.6 Weitere Vorgehensweise170
4 Deterministisch- statische Planungsansätze zur Struktur- und Ressourcenkonfiguration von Hub& Spoke- Flugnetzwerken173
4.1 Kapitelüberblick173
4.2 Berücksichtigung mengenabhängiger Transportkosten für Hubverbindungen174
4.3 Berücksichtigung von hubknotenbezogenen Kapazitätsrestriktionen182
4.4 Berücksichtigung von pfeilbezogenen Kapazitätsrestriktionen195
4.4.1 Pfeilbezogene Gesamtkapazitäten196
4.4.2 Pfeilbezogene Flugzeugkapazitäten200
4.5 Berücksichtigung preisabhängiger Transportaufkommen218
4.6 Weitere Vorgehensweise221
5 Stochastisch- dynamische Planungsansätze zur Bewertung von Rekonfigurationsstrategien für Hub& Spoke- Flugnetzwerke223
5.1 Kapitelüberblick223
5.2 Kritische Würdigung der Grundmodelle224
5.3 Stochastisch- dynamische Planungsmodelle232
5.4 Hierarchische Zerlegung der Planungsaufgaben248
5.5 Bewertungskonzept I: Ermittlung von dynamischen Rekonfigurationsstrategien für die Kapazitäten von Hubflughafen254
5.6 Bewertungskonzept II: Ermittlung von dynamischen Rekonfigurationsstrategien für die Kapazitäten von Hubflughäfen und für den Flugzeugbestand285
5.6.1 Einführende Überlegungen zum Bewertungskonzept II285
5.6.2 Annahmen des Bewertungskonzepts II287
5.6.3 Top-Modell II: Rekonfiguration der Hubknotenkapazitäten und des Flugzeugbestands287
5.6.4 Basis-Modell II: Strukturkonfiguration für das Hub&Spoke-Flugnetzwerk292
5.6.5 Lösungsmöglichkeiten für Bewertungskonzept II293
5.7 Weitere Vorgehensweise294
6 Informationssysteme zur Unterstützung des Netzmanagements von Fluggesellschaften295
6.1 Kapitelüberblick295
6.2 Betriebliche Informations- und Kommunikations- Systeme295
6.2.1 Computerunterstützung von Aufgabenträgern296
6.2.2 Entscheidungsunterstützungssysteme: Grundlagen und Funktionsweise299
6.3 Aufbau der Entscheidungsunterstützungssysteme von Fluggesellschaften304
6.4 Eine entscheidungsuntersützende Software- Applikation für die Netzentwicklung einer Fluggesellschaft311
6.4.1 Überblick über den Aufbau der Software-Applikation311
6.4.2 Illustratives Anwendungsbeispiel315
6.4.3 Darstellung und Interpretation der durch die prototypische Software-Applikation gewonnenen Ergebnisse329
7 Zusammenfassung und Anknüpfungspunkte für weitere Forschungsaktivitäten334
Anhang342
Anhang A-1: Lingo-Syntax und Solution Report für USAHLP342
Anhang A-2: Lingo-Syntax und Solution Report für UMAHLP344
Anhang A-3: Lingo-Syntax und Solution Report für USAHLPD346
Anhang A-4: Lingo-Syntax und Solution Report für das modifizierte USAHLPD348
Anhang A-5: Lingo-Syntax und Solution Report für Grundmodell I350
Anhang A-6: Lingo-Syntax fur Basis- Modell I bzw. II352
Anhang A-7: Planungsrelevanten Daten für das Beispiel354
Anhang A-8: Rechenergebnisse für das Anwendungsbeispiel356
Literaturverzeichnis360

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