CASO N 5: CAPACIDAD DE ARRIBO DE UN AEROPUERTO.

INSTRUCCIONES: Lea atentamente los casos o lecturas presentadas. Segn sea l

caso, conteste las preguntas, realice las actividades planteadas o implemente el

modelo en el software de simulacin. Al finalizar espere las instrucciones del docente.

I. PRESENTACIN DEL CASO

SIMULACION DE CASOS EN EL AEROPUERTO INTERNACIONAL DE

MEXICO

Efectos del incremento de las operaciones en el aeropuerto, como una

consecuencia natural del aumento de la demanda de este tipo de

servicio.

Es importante conocer cmo es el comportamiento del aeropuerto de la Ciudad

de Mxico, conforme aumenta el nmero de oper aciones en sus pistas, con el

objeto de tomar las acciones necesarias, para evitar o reducir sus

consecuencias negativas, como son entre otras: las demoras excesivas, la

cancelacin de vuelos y los accidentes. En este experimento se as ume que la

capacidad de las pistas del aeropuerto es fija, con un valor igual a 55

operaciones por hora, y tambin que el incremento de la demanda de los

servicios de aterrizaje y despegue aumenta en la misma proporcin, para

todos los tipos de aeronaves. Para reflejar los incrementos de la demanda de

servicio en el modelo de simula cin original, fueron modificados los valores de

los tiempos promedio entre llegadas y salidas, dividindolos por un factor que

permite establecer distinto s valores de operaciones generadas, los cuales

representan a su vez, distinto s niveles de demanda; con cada uno de los

niveles de demanda fueron realizadas 30 corri das de simulacin.

Como resultado se observ que al incrementarse la demanda del servicio,

aumenta tambin el nmero de aeronaves atendidas, hasta ll egar a un lmite

de 990 aeronaves, despus del cual ya no se pueden atender ms aeronaves.

Despus de ese valor lmite, el nmero de aeronaves en la co la de espera

aumenta drsticamente. Tambin se observa cmo, al aumentar la demanda

de servicio, el nmero de aeronaves con tiempo de espera igual a cero

disminuye, al prin cipio lentamente y despus en forma acelerada. Lo anterior

refl eja un deterioro en el nivel de servicio para las aeronaves (y los

pasajeros), dado que cada vez ms aeronaves entran a la cola en espera de

servicio.

En el caso del tamao promedio de la cola y de los tiempos promedio de

espera, tambin se obser van crecimientos lentos al inicio y despus

Seccin : ..... Docente : Guillermo Jaramillo Cabrera. 1

Apellidos : ... Nombres : ... Fecha : ../../2014 Duracin : Indicar el tiempo

acelerados, conforme aumenta la demanda del servicio. Esta situacin implica,

adems del deterioro de la calidad del servicio, un mayor riesgo en la

operacin area. En cuanto a la utilizacin promedio de las pistas, sta

aumenta con la demanda; sin embargo, los mayores niveles de utilizacin van

acompaados directamente de un deterioro de la calidad de servicio prestado.

Efectos del aumento de la capaci dad de las pistas del aeropuerto.

En este experimento se asume que se aument a la capacidad de la

infraestructura aeroportuaria, con el objeto de manejar 60 operaciones por

hora en sus pistas. Lo anterior implica que las pistas tendr an una capacidad

para at ender una operacin por minuto, por lo que el tiempo de servic io en

las pistas por aeronave sera ahora de un minuto, en lugar de 1.0909 minutos

que es el tiempo utilizado en el modelo original.

Con la informacin anterior se pueden realizar las simulaciones requeridas

para poder evaluar los cambio s que se presentaran bajo la nueva condicin.

Para ello se realizaron 20 corridas de simulacin con la condicin original e

igual nmero de corridas para la nueva condicin. Para esta segunda condicin

en el modelo AICM1, fue necesario cambiar el valor original del tiempo que

dura cada servicio en las pistas, por el nuevo valor de 1.0000 minutos. Un

aumento de la capacidad de las pi stas de 55 operaciones/hora a 60

operaciones/hora, produce un incremento de la capacidad del orden de 9%.

De acuerdo con las estimaciones del modelo de simulacin, este aumento de

la capacidad de las pistas, se traduce en una disminucin de mayor magnitud

(33.3%), en el tamao promedio del nmer o de aeronaves en la cola de

espera. Tambin hay una notable reduccin en los tiempos promedios de

espera de todas las aeronaves (del 33.6%) y, en el ca so de las aeronaves con

tiempo de espera distinto de cero, la disminucin es de 27.8%.

La utilizacin pr omedio de las pistas diminuye un 8.28%, debido a que se

proporci ona un servicio ms rpido a las aeronaves. Un efecto menos acent

uado se observa en el porcentaje de aeronaves con tiempo de espera igual a

cero , ya que ste aument un 6.63%. Por ltimo, el menor efecto se presenta

en el tamao mximo de cola observado, ya que su valor promedio disminuye

tan slo un 6.25%

Efectos de la reduccin de la capaci dad del aeropuerto, debido a

labores de mantenimiento en sus pistas.

Regularmente cada ao, de manera alter nada, las pistas del aeropuerto de la

Ciudad de Mxico son sujetas a labores de mantenimiento, en consecuencia

durante esos das el aeropuer to da servicio con una sola pista. Esta situacin

origina que la capacidad del aeropuerto disminuya en aproximadamente nueve

operaciones por hora, con respecto a su capacidad normal.

Es decir, su capacidad se reduce de 55 a 46 operaciones/hora. Con esta

informacin y utilizando el modelo de simulacin establecido, se ev alan a

continuacin los efectos de esta reduccin en la capacidad de las pistas del

aeropuerto. Se asume que la condicin inicial del aeropuerto corresponde a

una capacidad de 55 operaciones/hora, por lo que el tiempo de servicio por

aeronave es de 1.0909 minutos; por otro lado, la condicin de m enor

capacidad, originada por las labores de mantenimiento, corresponde a una

capaci dad de 46 operaciones/hora, la cual implica un tiempo de servicio por

aeronav e de 1.3043 minutos. Para cada uno de estos dos tiempos de servicio

fueron rea lizadas 30 corridas de simulacin, con el modelo AICM1 modificado.

Aunque la reduccin en la capacidad de las pistas aparentemente no es

significativa (9 operaciones/hora), los resultados de las corridas de simulacin

muestran grandes impactos negativos en la operacin del aeropuerto, cuando

se disminuye su capacidad debido a las labor es de mantenimiento. De

acuerdo con las estimaciones del modelo de simulaci n, la disminucin de la

capacidad disponible de las pistas, implica un increm ento significativo (del

orden de 358.2%), en el nmero promedio de aeronaves en la cola de espera.

Tambin hay un notable incremento del 352. 8% en el tiempo promedi o de

espera de todas las aeronaves.

En el caso de las aeronaves con tiempo de espera distinto de cero, el

incremento es de un 278.7%. Tambin se estima un incremento importante en

el tamao mximo de cola observado, ya que su valor promedio aumenta en

115.7%. Un efecto menos acentuado de la disminucin de la capacidad de las

pistas se observa en su utilizacin promedio, debido a que una sola pista debe

proporcionar todo el servicio, hay menos tiempo ocioso, por lo que la pista en

servicio es utilizada ms tiempo aument ando su utilizacin promedio un

18.61%. El menor efecto se presenta en el por centaje de aeronaves con

tiempo de espera igual a cero, este valor disminuye un 15%.

Efectos originados al reducirse la demanda de servicio, debido a la

utilizacin de aeronaves de mayor capacidad.

En particular para este experimento se asume que todas las aerolneas que

operan aeronaves ATR-42, en el AICM, dec iden cambiar este tipo de

aeronave, por otras del tipo ATR-72. Se consi dera que la capacidad de las

aeronaves actuales (ATR-42) es de 42 pasajeros, mientras que la de las

nuevas aeronaves a utilizar (ATR-72) es de 74 pasajeros . Por ello, el nmero

de operaciones, requeridas para mover a un mismo nmero de pasajeros con

las aeronaves ATR-72, es un 43.25% menor que las operaciones realizadas

con las aeronaves ATR- 42. Inicialmente se realizaron veinte corridas de

simulacin con el modelo original; es decir, antes del cambio de aeronaves.

En esta condicin, se observa un valor promedio de 94.4 operaciones de

aeronaves ATR-42. Sin embargo, las aeronaves ATR-72, para transportar el

mismo nmero de pasajeros, slo requieren realizar en promedio 53.5

operaciones. Pa ra incorporar esta condicin, se debe modificar el modelo de

simulacin AICM1, aument ando los valores exponenciales de los tiempos

promedio entre llegadas y salidas (de las aeronaves ATR-42), de tal forma que

en promedio se produzca un nmero de operaciones igual a la sealada antes.

Con estos nuevos valores en el modelo de simulacin modificado, se realizaron

veinte corridas. Al comparar los valores promedio de los resultados antes y

despus del cambio de aeronaves, se observ que el principal benef icio del

cambio del equipo areo, se manifiesta en una reduccin de los tam aos

promedio de las colas de espera, puesto que se reducen en un 21.1%; ta

mbin se observa una reduccin importante en los tiempos promedio de es

pera, tanto para t odas las aeronaves (reduccin del 17.2%), como para las

aer onaves que hacen cola (disminucin del 13.2%). Puesto que se realizan

menos operaciones areas, la utilizacin de las pistas disminuye un 5.1%, el

tamao m ximo de cola disminuye un 4.7% y el menor efecto benfico se

observa en un ligero aumento, del 3.75%, de las aeronaves que no tienen que

hacer cola para ser atendidas en las pistas..

II. CONSIGNAS

A partir del diagrama causal propuesto a continuacin, utilizando las

ecuaciones proporcionadas, cree el modelo del sistema usando el software de

simulacin.

Avionetas ingresando al espacio aereo

Avionetas esperando aterrizar

Avionetas aterrizando

Naves en viajes cortos

Pagando impuestos de viajes cortos

Avionetas aterrizadas por minuto

Avionetas aterrizando

de viajes cortos

Pagando impuesto de viajes largos

Naves en viajes largos

Aviones aterrizando

Aviones esperando aterrizar

Aviones ingresando al espacio aereo

Aviones aterrizados por minuto

III. ECUACIONES DEL MODELO

Aviones__esperando_aterrizar(t) = Aviones__esperando_aterrizar(t -

dt) + (Aviones__ingresando_al_espacio_aereo -

Aviones__aterrizando) * dt

Avionetas__esperando_aterrizar(t) =

Avionetas__esperando_aterrizar(t - dt) +

(avionetas_ingresando_al_espacio_aereo - Avionetas__aterrizando -

Avionetas_aterrizando__de_viajes_cortos) * dt

Naves_en__viajes_cortos(t) = Naves_en__viajes_cortos(t - dt) +

(Avionetas__aterrizando - pagando_impuesto_de_viajes_cortos) * dt

Naves_en__viajes_largos(t) = Naves_en__viajes_largos(t - dt) +

(Aviones__aterrizando + Avionetas_aterrizando__de_viajes_cortos -

pagando_impuesto_de_viajes_largos) * dt

Aviones__esperando_aterrizar = 0

Aviones__ingresando_al_espacio_aereo =

POISSON(Aviones_aterrizados__por_minuto)/DT

Aviones__aterrizando = QUEUE OUTFLOW

Avionetas__esperando_aterrizar = 0

avionetas_ingresando_al_espacio_aereo =

POISSON(avionetas_aterrizadas__por_minuto)/DT

Avionetas__aterrizando = QUEUE OUTFLOW

Avionetas_aterrizando__de_viajes_cortos = QUEUE OUTFLOW

Naves_en__viajes_cortos = 0

TRANSIT TIME = 1

INFLOW LIMIT = 1

CAPACITY = 1

Avionetas__aterrizando = QUEUE OUTFLOW

pagando_impuesto_de_viajes_cortos = CONVEYOR OUTFLOW

Naves_en__viajes_largos = 0

TRANSIT TIME = 1

INFLOW LIMIT = 1

CAPACITY = 1

Aviones__aterrizando = QUEUE OUTFLOW

Avionetas_aterrizando__de_viajes_cortos = QUEUE OUTFLOW

pagando_impuesto_de_viajes_largos = CONVEYOR OUTFLOW

Aviones_aterrizados__por_minuto = 1

avionetas_aterrizadas__por_minuto = 1

IV. RESULTADOS