Lentoyhtiön liikenneohjelman järjestely polttoaineen jakelun häiriintyessä



Samankaltaiset tiedostot
Joonas Haapala Ohjaaja: DI Heikki Puustinen Valvoja: Prof. Kai Virtanen

Liikenneväylät kuluttavat

Matkalla Aasiaan Taneli Hassinen viestintäpäällikkö. Sijoitusristeily

Käyttöohje e-travel Single View

Ähtärin Ilmailijat ry:n ultrajaoksen kerhotoimintakäsikirja. versio 1.3

Finavian lentoliikennetilasto Finavia s air traffic statistics

Käyttöohje e-travel Single View

Julkaisun laji Opinnäytetyö. Sivumäärä 43

Lentolaskuri kohti vastuullisempaa lentomatkailua. Tietoa laskurin toiminnasta (päivitys )

MUISTIO 1 (3) KÄYTÖSSÄ OLEVIEN MELUNHALLINTAKEINOJEN VAIKUTUS VUODEN 2025 MELUENNUS- TEESEEN

ALUEELLISEN KYSELYN TULOKSET JOENSUU

Jussi Klemola 3D- KEITTIÖSUUNNITTELUOHJELMAN KÄYTTÖÖNOTTO

KANNATTAVUUDEN ARVIOINTI JA KEHITTÄMINEN ELEMENTTILIIKETOIMINNASSA

Selvitys Joensuun lentosaavutettavuudesta

Kansainvälisen liikenteen ruokajätehuolto. Jätehuoltopäivät Mia Haavisto Laatupäällikkö Finnair Catering Oy

Efficiency change over time

Kombinatorinen optimointi

L E N T O L I I K E N T E E N M E R K I Y S. Destination. Time Flight Gate M A T K A I L U R O V A N I E M K L U S T E R I

Lufthansa Private Jet

Sijainnin merkitys Itellassa GIS. Jakelun kehittämisen ajankohtaispäivä

Itä- ja Pohjois-Suomen lentoliikenne pää pilvissä jalat maassa

Ilmailu ja nuoret. Suomen Ilmailuliitto

Finnair sijoituskohteena Pörssi-ilta , Helsinki

Ähtärin Ilmailijat ry - konekaluston säännöt (logo?)

YMPÄRISTÖTIEDOT

SEINÄJOEN LENTOASEMA LENTOTOIMINNAN YMPÄRISTÖMELUSELVITYKSEN TÄYDENNYS, KIITORADAN PIDENNYS. Vastaanottaja Seinäjoen kaupunki ja Ilmajoen kunta

SOTILASILMAILUN TVJ-ALAN TEKNISEN HENKILÖSTÖN KELPOISUUSVAATIMUKSET

Brexit ja lentoliikenne

Ehdotus NEUVOSTON TÄYTÄNTÖÖNPANOPÄÄTÖS

TIET ELINKEINOELÄMÄN TUKENA. Suuremman ajoneuvokoon vaikutus kaupan yritystoimintaan ja päästöihin. Jussi Hytönen / Kesko Logistiikka

AVIAPOLIS, LEHDISTÖKIERTUE Ajankohtaista Helsinki-Vantaan lentoasemalla. Lentoasemajohtaja Juha-Pekka Pystynen

Capacity Utilization

Aircraft Maintenance Scheduling with Multi- Objective Simulation- Optimization

Mistä lentoliikenteen päästöt syntyvät ja miten niitä voidaan vähentää?

Lentoliikenteen merkitys ja kehitysnäkymät Itämeren alueella

Esi ja perusopetuksen oppilaiden koulukuljetukset

Kansainvälisen liikenteen ruokajätehuolto

1 TEHORESERVIKUORMAN KÄYTTÖVALMIUDEN YLLÄPITO

Lentotekniikan perusteet

Teknologiaraportti. Heikki Torvinen. 18/1/11 Metropolia Ammattikorkeakoulu

Finnair sijoituskohteena

YMPÄRISTÖTYÖTÄ MAASSA JA ILMASSA

Flowbased Capacity Calculation and Allocation. Petri Vihavainen Markkinatoimikunta

Pilviratkaisut ovat entistä suositumpia. Mutta mikä on oikea ratkaisu sinun maailmassasi? Lähde matkalle läpi avaruuden, ajaan ja maalaisjärjen

HELSINKI-VANTAAN KEHITYSOHJELMAN ETENEMINEN KOHTI ENTISTÄ PAREMPAA LENTOASEMAA

Other approaches to restrict multipliers

Optimoinnin mahdollisuudet tilaus- ja toimitusketjujen hallinnassa. Helsinki, Olli Bräysy

FI Moninaisuudessaan yhtenäinen FI A8-0356/48. Tarkistus. József Nagy, Jeroen Lenaers PPE-ryhmän puolesta

The CCR Model and Production Correspondence

Miten päätöksentekijä voi hallita joukkoliikenteen kustannuskehitystä?

Kuka vastaa tietojärjestelmähankkeen laadusta?

POLTTOAINEIDEN VEROMUUTOSTEN VAIKUTUSTEN SEURANTA SÄHKÖN JA LÄMMÖN YHTEISTUOTANNOSSA TIIVISTELMÄ - PÄIVITYS

Lentoliikennestrategia Lapin Liikennefoorumi Johtava asiantuntija Lassi Hilska

Arkkitehtuurikuvaus. Ratkaisu ohjelmistotuotelinjan monikielisyyden hallintaan Innofactor Oy. Ryhmä 14

Peruutusten, viivästymisten, matkustusluokan alempaan luokkaan muuttamisen tai koneeseen pääsyn äämisen johdosta

DHL KULJETUSVAKUUTUS OTA RENNOSTI. OLET HYVISSÄ KÄSISSÄ.

Osavuosikatsaus Finnairin kolmas vuosineljännes 2011

ATLAS-kartan esittely - Peli palveluiden yhteiskehittämisen menetelmistä Päivi Pöyry-Lassila, Aalto-yliopisto

16. Allocation Models

Kaivostoiminnan eri vaiheiden kumulatiivisten vaikutusten huomioimisen kehittäminen suomalaisessa luonnonsuojelulainsäädännössä

Optimoinnin sovellukset

Yksityisautoilijoille ABAX AJOPÄIVÄKIRJA

Espoon kaupunki Pöytäkirja 62. Ympäristölautakunta Sivu 1 / 1

Simulointimalli lentokoneiden käytettävyyden hallintaan. Ville Mattila Systeemianalyysin laboratorio Teknillinen korkeakoulu

Lausunto Linjausten tulisi perustua pilvipalvelujen käyttöön liittyvään yleiseen riskiarvioon

Siirtymä maisteriohjelmiin tekniikan korkeakoulujen välillä Transfer to MSc programmes between engineering schools

Flowbased Capacity Calculation and Allocation. Petri Vihavainen Markkinatoimikunta

Software product lines

Y55 Kansantaloustieteen perusteet sl 2010 tehtävät 2 Mallivastaukset

Meidän visiomme......sinun tulevaisuutesi


RAJAVARTIOLAITOKSEN MUUTTO- JA SIIRTOKUSTANNUSTEN KORVAAMISTA KOSKEVA SOPIMUS

Rajoitetun kantaman ja pitkän kantaman luotien kehitys ja stabiliteettitarkastelut (RaKa-Stab vaihe 2, )

Metsälamminkankaan tuulivoimapuiston osayleiskaava

1Q 2013 Tulos. Finnair 1Q 2013 Tulos,

Lentoliikennestrategia ja matkailu? Rovaniemi Lassi Hilska, johtava asiantuntija

Työvoiman saatavuus metsätaloudessa. Tiivistelmä Tammikuu-2005

Boeing 757-lentokoneen tekninen vika lennolla

Julkisen hallinnon linjaukset tiedon sijainnista ja hallinnasta. Yhteenveto. Taustaa linjauksille. Linjausten tavoitteet. Lausunto

Tuottavuutta yhdessä sopien

ALUEELLISEN KYSELYN TULOKSET KEMI-TORNIO

Reilun Pelin työkalupakki: Kiireen vähentäminen

Lupahakemuksen laatiminen

Opintomatkat PDF. ==>Download: Opintomatkat PDF ebook By Risto Antikainen

FLYBE FINLAND Lapin liikennefoorumi 2013, Rovaniemi / Mikko Sundström

KANSILEHDEN MALLISIVU

Miten huolletaan 11/30/09. Aki Suokas

MUSEOT KULTTUURIPALVELUINA

Harrasteilmailun turvallisuuden analysointi, lentokaudet Jorma Laine

LÄMMITYSENERGIA- JA KUSTANNUSANALYYSI 2014 AS OY PUUTARHAKATU 11-13

( ( OX2 Perkkiö. Rakennuskanta. Varjostus. 9 x N131 x HH145

Jouni Huotari OLAP-ohjetekstit kopioitu Microsoftin ohjatun OLAP-kuution teko-ohjeesta. Esimerkin kuvaus ja OLAP-määritelmä

LULEÅ OULU KÄYTÄVÄN MATKUSTAJAJUNALIIKENTEEN ALUSTAVA MARKKINASELVITYS. Haparanda Conference Marko Mäenpää, Ramboll Finland

Tynnyrivaara, OX2 Tuulivoimahanke. ( Layout 9 x N131 x HH145. Rakennukset Asuinrakennus Lomarakennus 9 x N131 x HH145 Varjostus 1 h/a 8 h/a 20 h/a

ALUEELLISEN KYSELYN TULOKSET- KAJAANI

YHTEISTOIMINTASUUNNITELMA SIVIILI-ILMAILUN ONNETTOMUUKSIEN VARALTA

Malmin lentoasema. Tilastot toiminnasta Finavia/Trafi. airport

Curriculum. Gym card

CE MERKINTÄ KONEDIREKTIIVIN 2006/42/EY PERUSTEELLA

Koulutusorganisaatioiden käsikirjat

Transkriptio:

TEKNILLINEN KORKEAKOULU Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta Sovelletun mekaniikan laitos Antti Saikkonen Lentoyhtiön liikenneohjelman järjestely polttoaineen jakelun häiriintyessä Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten Espoo 14.5.2008 Työn valvoja: Professori Jaakko Hoffren Työn ohjaaja: Diplomi-insinööri Heikki Helander

ii

TEKNILLINEN KORKEAKOULU DIPLOMITYÖN TIIVISTELMÄ Tekijä: Työn nimi: Antti Saikkonen Lentoyhtiön liikenneohjelman järjestely polttoaineen jakelun häiriintyessä Päivämäärä: 14.5.2008 Sivumäärä: 74+23 Tiedekunta: Laitos: Professuuri: Työn valvoja: Työn ohjaaja: Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta Sovelletun mekaniikan laitos Kul-34 Lentotekniikka Professori Jaakko Hoffren Diplomi-insinööri Heikki Helander Finnair haluaa varautua aiempaa paremmin tilanteisiin, joissa polttoaineen jakelu häiriintyy sen toiminnan kannalta kriittisillä lentokentillä. Tällaiset tilanteet ovat usein ennalta odottamattomia ja ongelmasta selviytymisessä olisi olennaisen tärkeää, että käytössä olisi menettely, jolla voitaisiin mahdollisimman nopeasti kehittää toimiva korvaava liikenneohjelma. Tarkastelussa pääpaino on luonnollisesti Helsinki-Vantaan lentokentällä syntyvissä jakeluhäiriöissä. Polttoaineen jakeluhäiriöt voivat johtua polttoaineen tuotannon tai jakelun häiriöistä, tai erilaisista koneiden tankkaamiseen liittyvistä ongelmista. Haittojen minimoimisessa keinoina ovat käytettävissä läpitankkaus, lentojen rotaation uudelleenjärjestäminen ja rajoitetuin resurssein suoritettava tankkaus. Työssä luodaan ensin kokonaiskatsaus ongelmaan ja aikaisempaan käytäntöön. Tämän jälkeen käydään läpi lentokoneen polttoaineen kulutukseen sekä kuivapainon (zero fuel weight) määrittämiseen liittyvät määräykset ja teoria. Näiden tietojen pohjalta voitiin kehittää uusi laskentatyökalu, jolla jakeluhäiriön aiheuttamat haitat pyritään minimoimaan. Laskentatyökalu toteutettiin Microsoft Exceliin perustuen. Se on suunniteltu toimimaan apuvälineenä lennonsuunnittelussa, eli sitä ei ole ohjelmoitu ratkaisemaan ongelmaa itsenäisesti. Laskentatyökalua varten kehitettiin uudenlainen polttoaineen kulutuksen laskentamalli, joka perustuu iteratiiviseen ratkaisutapaan. Laskentamallin lähtöarvot perustuvat Finnairilla käytössä olevalla lennonsuunnitteluohjelmalla laskettujen esimerkkitapauksien polttoaineen kulutuksiin. Kehitettävällä ohjelmalla simuloitiin jakeluhäiriön vaikutusta erilaisissa tilanteissa ja tutkittiin tuloksen herkkyyttä kriittisille parametreille. Työn sivutuotteena tutkittiin käytössä olevien koneiden rakenteellisten maksimipainojen nostamisen mahdollisesti tuomaa hyötyä sekä läpitankkauksen soveltamista aikatauluviiveiden korjaamiseen. Työssä saavutettiin sille asetetut tavoitteet. Nykyisessä muodossaan laskentaohjelma tosin soveltuu vain Helsinki-Vantaan lentokentällä syntyvien polttoaineen jakeluhäiriöiden ratkaisemiseen. Ohjelman avulla kriittiset tapaukset erotetaan lentojen joukosta muutamassa minuutissa ja yhden päivän liikenneohjelman järjestelyyn kuluu suunnittelijalta muutama tunti. Virhetarkastelussa selvisi, että lopputuloksen kannalta polttoaineen kulutuksen laskentamallin aiheuttama virhe on lähes merkityksetön. Suurimman epävarmuuden aiheuttavat ennalta tuntemattomat parametrit, kuten tuulet, varakenttäetäisyys sekä matkatavaroiden määrä. Avainsanat: läpitankkaus, polttoaineen jakeluhäiriö, polttoaineen kulutus, liikenneohjelma iii

iv

HELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ABSTRACT OF THE MASTER S THESIS Author: Antti Saikkonen Title of the thesis: Rearranging the flight schedule of an airline in case of a fuel shortage Date: 14 May 2008 Number of pages: 74+23 Faculty: Department: Professorship: Supervisor: Instructor: Faculty of Engineering and Architecture Department of Applied Mechanics Kul-34 Aeronautical Engineering Professor Jaakko Hoffren Heikki Helander M.Sc. (Tech.) Finnair wants to prepare itself better to fuel shortage situations at airports that are critical to its operation. These situations often happen unexpectedly so it would be of great importance that some kind of procedure existed to help quickly rearrange flights for the problem period. Naturally, the main scope in this study is at fuel shortages occurring at the Helsinki-Vantaa airport. Fuel shortages are usually caused by either problems at refining or delivering the fuel or some sort of problems at refueling the planes. Means to be used in minimizing the caused harm are fuel tankering, rearranging the flights and refueling with limited resources. In this thesis, we first take an overall view on the problem and how this kind of situation has been handled previously. Then we look at the regulations and theory behind fuel consumption and zero fuel weight calculations for airplanes. Based on this information, it was possible to develop new software by which the harmful effect of fuel shortages is to be minimized. The new software is based on Microsoft Excel. It is designed to help flight planners work. In other words, it is not programmed to solve the problem independently. A new type of iterative calculation model for the fuel consumption was developed. The input data for the fuel consumption calculations are based on a few calculated cases using Finnair s route planning software. Several different fuel shortage situations were simulated, and the sensitivity of result to critical constraints was studied with the software. The positive effect of increasing the maximum landing and takeoff weights and the use of fuel tankering for catching up on flight delays were also studied. The goal for this thesis was achieved. However, in the current form the new software is only suitable to solve the fuel shortage situations occurring at the Helsinki-Vantaa airport. With the software, it is possible to spot the critical cases from all the flights in a matter of few minutes. It takes a few hours for a flight planner to rearrange a flight schedule for one day. It was found that the calculation error of the fuel consumption calculations by the software was almost negligible. The major part of the inaccuracy is caused by unforeseen parameters such as winds, alternate airport distance and the amount of luggage. Keywords: through tankage, fuel shortage, fuel consumption, flight schedule v

Alkulause Haluan kiittää Finnairia ja erityisesti insinööritoimiston päällikköä Heikki Helanderia mahdollisuudesta tehdä tämä diplomityö. On ollut hienoa tutkia mielenkiintoista aihetta ja työskennellä ammattitaitoisten ja avuliaiden ihmisten kanssa. Kiitän vilpittömästi kaikesta avusta, jota olen saanut insinööritoimiston työtovereiltani. Erityinen kiitos myös professori Jaakko Hoffrenille joka auttoi minua saamaan tämän hienon diplomityöpaikan, toimi työn valvojana ja auttoi tämän dokumentin rakenteen ja kieliasun viimeistelyssä. Helsingissä, 14.5.2008 Antti Saikkonen vi

Sisällysluettelo Alkulause...vi Sisällysluettelo...1 Käytetyt termit ja lyhenteet...3 1 Johdanto...5 2 Polttoaineen jakeluhäiriöt...6 2.1 Häiriöt tuotannossa...6 2.2 Ongelmat tankkaamisessa...6 2.3 Eri skenaariot...7 3 Finnairin laivasto...8 3.1 Laivaston esittely...8 3.2 Koneiden operatiiviset painot...9 3.3 Lentokaluston käyttö...10 4 Liikenneohjelma...11 4.1 Liikenneohjelman tuottaminen...11 4.2 Liikenneohjelman järjestely...11 4.2.1 Järjestelymahdollisuudet jakeluhäiriötilanteessa... 12 4.2.2 Nykyinen järjestelmä... 12 4.2.3 Uuden järjestelmän tavoite... 13 4.2.4 Tekniset rajoitteet... 13 4.2.5 Muut rajoitteet... 14 4.2.6 Tiedonkulku... 14 4.2.7 Kokonaisoptimi... 15 5 Tankkaus jakeluhäiriön aikana...17 5.1 Läpitankkauksen periaate...17 5.2 Läpitankkauksen onnistumiseen vaikuttavat parametrit...18 5.3 Läpitankkausta koskeva reservipolitiikka...19 5.3.1 Viranomaismääräykset... 19 5.3.2 Reittivarapolttoaine... 19 5.3.3 Varakenttä- ja loppuvarapolttoaine... 20 5.3.4 Rullauspolttoaine... 20 5.3.5 Lentoyhtiön omat käytännöt jakeluhäiriön aikana... 20 5.4 Rajoitetuin resurssein suoritettava tankkaus...21 6 Finnairilla käytössä olevat lennonsuunnitteluohjelmat...22 6.1 Lido...22 6.2 PEP ja Embraer Inflight Performance...24 6.3 Scope...25 7 Uusi laskentatyökalu...26 7.1 Toimintavaatimukset...26 7.2 Koneen kuivapainon laskenta...27 1

7.2.1 Kuivapainon virallinen laskenta...27 7.2.2 Kuivapainon approksimaatio...29 7.3 Polttoaineen kulutuksen laskentamalli... 30 7.3.1 Laskennan perustana käytettävät lentomenetelmät...30 7.3.2 Polttoaineapproksimaation lähtöarvot...33 7.3.3 Painon vaikutus polttoaineen kulutukseen...33 7.3.4 Reitti- ja reittivarapolttoaineen laskenta...34 7.3.5 Varakenttäpolttoaineen laskenta...35 7.3.6 Loppuvarapolttoaineen laskenta...36 7.4 Laskentatyökalun tekninen toteutus... 38 7.4.1 Microsoft Excel -sovellus...38 7.4.2 Ohjelman käytettävyys...38 7.4.3 Ulkoasu...39 7.4.4 Laskennan lähtöarvot ja tulos...41 7.5 Polttoainelaskelman epävarmuustekijät... 42 7.6 Virhetarkastelu... 44 7.6.1 Tarkastelun periaate...44 7.6.2 Embraer 170...45 7.6.3 Embraer 190...46 7.6.4 Airbus A319...47 7.6.5 Airbus A320...48 7.6.6 Airbus A321...49 7.6.7 Yhteenveto virhetarkastelusta...50 8 Laskentatyökalulla tuotetun tiedon analysointi... 51 8.1 Kuvitteellinen jakeluhäiriö Helsinki-Vantaalla... 51 8.1.1 Kotimaan lentojen järjestely...51 8.1.2 Euroopan lentojen järjestely...52 8.2 Operaattoririippuvaisten parametrien herkkyysanalyysi... 53 8.2.1 Tarkasteltavat parametrit...53 8.2.2 Matkustamon käyttöaste...54 8.2.3 Yöllä suoritettavat tankkaukset...56 8.2.4 Korotus sallittuihin lentoonlähtöpainoihin...58 8.2.5 Korotus sallittuihin laskeutumispainoihin...59 8.3 Koko Suomen kattava jakeluhäiriö... 61 8.4 Kriittiset rajoitteet eri lentoyhdistelmillä... 62 8.5 Läpitankkausoperaation PAX-Range -verhokäyrä... 63 8.6 Ohjeita ja peukalosääntöjä suunnittelijalle... 65 9 Aikatauluviiveiden korjaaminen läpitankkaamalla... 67 9.1 Läpitankkauksen ja lentonopeuden kasvatuksen mahdollisuuksia... 67 9.2 Kulutuksen kasvu läpitankkaamalla... 68 9.3 Kulutuksen kasvu lentonopeuden lisäämisestä... 71 10 Yhteenveto... 73 Lähdeluettelo... 75 Liitteet Liite A: Ohjelman käyttöohje Liite B: A321 Payload-Range -kuvaaja Liite C: PAX-Range -verhokäyriä 2

Käytetyt termit ja lyhenteet CI30 Dispatch ESAD Lido LRC Läpitankkaus MLW MRC MTOW NCC NM OM-A PAX PCF ZFW Cost Index 30. Kustannusindeksi. Ajan hinnan suhde polttoaineen hintaan on 30[( /min)/( /kg)]. Lennonselvitys. Equivalent Still Air Distance. Matka, jonka kone lentäisi samassa lentoajassa ilman tuulen vaikutusta. Finnairin käyttämä lennonsuunnitteluohjelma. Long Range Cruise, lentonopeutta on kasvatettu MRC:stä siten, että kantama on prosentin pienempi. Kaksi lentoa lennetään peräkkäin ilman niiden välistä tankkausta. Maximum Landing Weight. Suurin sallittu laskeutumispaino. Maximum Range Cruise, maksimikantamaan johtava lentonopeus. Maximum Takeoff Weight. Suurin sallittu lentoonlähtöpaino. Network Control Center. Finnairin liikenteenohjauskeskus. Nautical Mile. Merimaili, vastaa 1,852 kilometriä. Operations Manual Part A. Lentoyhtiön operatiivisen toimintakäsikirjan osa A. Passenger. Matkustaja (laskelmissa 97 kg sis. matkatavarat). Performance Correction Factor, myös fuel factor. Lentokoneyksilön polttoaineenkulutuksen korjauskerroin. Zero Fuel Weight, kuivapaino. Koneen paino ilman polttoainetta. 3

4

1 Johdanto Tässä työssä valmistellaan Finnair Oy:lle järjestelmä, jolla voidaan nopeasti suunnitella korvaava liikenneohjelma äkillisessä polttoaineen jakeluhäiriötilanteessa. Järjestelmän on tarkoitus toimia lennonsuunnittelijan apuvälineenä korvaavan liikenneohjelman suunnittelussa. Polttoaineen jakeluhäiriöt voivat johtua polttoaineen saannin vaikeutumisesta tai erilaisista koneiden tankkaamiseen liittyvistä ongelmista. Tässä työssä keskitytään tarkastelemaan päivän tai päiviä kestävää, Helsinki-Vantaan lentoasemalla tapahtuvaa jakeluhäiriötä, jonka seurauksena polttoainetta ei ole lainkaan saatavana. Aikaisemmin lennonsuunnittelija on häiriötilanteessa suunnitellut parhaan näkemyksensä mukaisen korvaavan liikenneohjelman seuraavalle päivälle, mutta koneiden teknistä suorituskykyä ei ole voitu ottaa huomioon tässä vaiheessa. Korvaava reittisuunnitelma on sen jälkeen lähetetty lennonselvitykseen (dispatch), jossa tehdään lentosuunnitelmat ja reittien tekninen toteutettavuus tarkastetaan. Tällöin voi käydä ilmi, ettei joidenkin koneiden suorituskyky riitä eikä aika enää riitä tilanteen korjaamiseen, joten lentoja voidaan joutua perumaan. Ongelman ratkaisemiseksi on tarkoitus kehittää tietokoneohjelma, jolla lennonsuunnittelija voi analysoida lentojen toteutettavuuden suunnittelun ohessa ja järjestää lentokoneiden reittejä siten, että mahdollisimman suuri osa seuraavan päivän liikenteestä saadaan suoritetuksi. Järjestelmän implementoinnilla saavutettavat säästöt voivat olla miljoonaluokassa päiviä kestävän jakeluhäiriön aikana. Tarkastelun pääpaino on tilanteessa, jossa Helsinki-Vantaan lentoasemalta ei saa lainkaan polttoainetta, koska se on Finnairin toiminnan kannalta kriittisin tilanne. Työssä rajoitutaan tarkastelemaan vain liikenneohjelman muuttamiseen liittyviä teknisiä ja operatiivisia rajoitteita ja muita rajoitteita käsitellään lyhyesti. Haittojen minimoimisessa keinoina ovat käytettävissä läpitankkaus, lentojen rotaation uudelleenjärjestäminen ja rajoitetuin resurssein suoritettava tankkaus. Tässä diplomityössä luodaan ensin kokonaiskatsaus ongelmaan ja aikaisempaan käytäntöön. Tämän jälkeen käydään läpi lentokoneen polttoaineen kulutukseen liittyvät määräykset sekä teoria. Seuraavaksi esitellään näiden tietojen pohjalta kehitetty uusi laskentatyökalu, jolla jakeluhäiriön aiheuttamat haitat pyritään minimoimaan. Kehitetyllä ohjelmalla simuloitiin jakeluhäiriön vaikutusta erilaisissa tilanteissa ja tutkittiin tuloksen herkkyyttä kriittisille parametreille. Sivutuotteena tutkittiin käytössä olevien koneiden rakenteellisten maksimipainojen nostamisen mahdollisesti tuomaa hyötyä sekä läpitankkauksen soveltamista aikatauluviiveiden korjaamiseen. Nämä laskentatyökalun sovellutustarkastelut muodostavat työn loppuosan. 5

2 Polttoaineen jakeluhäiriöt 2.1 Häiriöt tuotannossa Nykyään polttoaineen saatavuus ei ole ongelma, mutta tulevaisuudessa saatavuusongelmat todennäköisesti tulevat yleistymään. Lentoliikenne kasvaa globaalisti ja on arveltu, että lentopetrolin tuotanto ei pysy kasvun tahdissa. Saatavuuteen tulevaisuudessa tulevat vaikuttamaan nykyisten öljyesiintymien ehtyminen ja uusien esiintymien käyttöönoton hitaus, markkinoiden epävakaus sekä lopulta fossiilisten polttoainevarojen ehtyminen. Vaikka polttoaineen tuotanto ja saatavuus ovat nykyään normaalitilanteessa vakaita, ei jakelu kestä kuitenkaan häiriöttä yllättäviä ongelmia. Polttoaineen tuotannossa on jo käytössä suurin osa resursseista ja yhdenkin jalostamon tuotannon häiriintyessä saattavat vaikutukset olla merkittäviä. Lontoon Heathrown lentokentän lähellä sijaitsevassa Buncefieldin jalostamossa syttyi vakava tulipalo joulukuussa 2005. Onnettomuuden vaikutuksesta polttoaineen kysyntä Heathrown lentoasemalla ylitti tarjonnan yli kaksinkertaisesti. Onnettomuuden jälkeen kerosiinin saanti Heathrown lentokentälle väheni kuusi miljoonaa litraa päivässä. Tällaisen määrän korvaaminen juna- tai autokuljetuksin ei ollut mahdollista. Polttoainetta jouduttiin säännöstelemään, minkä seurauksena lyhyiden matkojen koneille pystyttiin tarjoamaan puolet tarvittavasta polttoainemäärästä ja loput täytyi kuljettaa mukana, kuten läpitankkausoperaatioissa. Pitkän matkan koneet eivät kykene kantamaan ylimääräistä polttoainetta mukanaan riittävästi, joten niihin tankattiin kaksi kolmasosaa tarvittavasta määrästä. Se ei riittänyt läheskään kaikkien koneiden tarpeisiin, ja useat joutuivat suorittamaan ylimääräisen tankkauksen paluumatkalla. Polttoaineen saanti ei ole vielä tähänkään mennessä palautunut täysin normaaliksi. [1] Toinen esimerkki täysin yllättävästä polttoaineen saatavuusongelmasta sattui Australiassa vuonna 2003. Sydneyn lentokentällä sattui polttoaineen jakeluhäiriö, koska sen tärkeimmältä jalostamolta tuotu polttoaine ei täyttänyt sille asetettuja laatuvaatimuksia. Ongelman vuoksi kentällä pystyttiin tarjoamaan vain 35 prosenttia tarvitusta polttoainemäärästä. Kansainväliset lennot joutuivat laskeutumaan Melbourneen tankkaamaan ja jatkamaan sieltä Sydneyhyn. Korvaavaa polttoainetta alettiin heti kuljettaa laivoilla ulkomailta ja rekkakuljetuksin muualta Australiasta, joten ongelma saatiin melko pian hallintaan. [2] 2.2 Ongelmat tankkaamisessa Polttoaineen jakeluhäiriöt voivat johtua polttoaineen saatavuusongelmista, mutta myös tankkaajien lakosta. Lentoyhtiön haavoittuvuuden kannalta kriittisin tilanne on, että lakko tapahtuu yhtiön kotikentällä. Muilla kuin kotikentällä tapahtuvat lyhytaikaiset jakeluhäiriöt eivät häiritse normaalia toimintaa läheskään samassa mittakaavassa, koska tilanne voidaan hallita välilaskutankkauksella tai läpitankkauksella. Välilaskutankkausvaihtoehto on kallis, mutta koskettaa niin pientä osaa lentotoiminnasta, että kustannukset ovat siedettäviä. Kustannuksia syntyy laskeutumismaksuista ja menetetystä ajasta. Kasvaneita kustannuksia suurempi ongelma välilaskuissa on kuitenkin aikataulujen pettäminen. 6

Läpitankkaus onnistuu useimmilla lyhyillä ja keskipitkillä lentomatkoilla ja parhaassa tapauksessa haittavaikutuksena on vain hieman korkeampi polttoaineenkulutus. Lentokoneiden tankkausta esimiesvoimin voidaan suorittaa rajoitetusti, kunhan tankkaajilla on viranomaisten hyväksymät koulutus ja luvat. Esimiesvoimin suoritettava tankkaus päivällä on erittäin rajoitettua pienen kapasiteetin vuoksi, mutta yöaikaan saataneen valtaosa polttoainetta tarvitsevista koneista tankattua. Tässä tarkastelussa lähtökohtana on kuitenkin, että polttoainetta ei ole lainkaan saatavilla. 2.3 Eri skenaariot Ongelmatilanteisiin varautumista vaikeuttaa mahdollisten skenaarioiden suuri määrä. Polttoaineen jakeluhäiriön laajuus ja sijainti, tankkausresurssien puute ja edellisten eri yhdistelmät voivat vaihdella lähes sattumanvaraisesti. Erityisesti lakon laajuus on ennalta arvaamaton parametri ja on mahdollista, että lakko laajenee koko Suomen kattavaksi. Osa kotimaan lentokentistä on kuitenkin puolustusvoimien käytössä, joten näiltä kentiltä Finnair saa oletettavasti polttoainetta myös silloin, kun se on muualta mahdotonta. Nämä kentät ovat Tampereen Pirkkala (Satakunnan Lennosto), Kuopio (Karjalan Lennosto) ja Rovaniemi (Lapin Lennosto). Tällöin lennoilla joudutaan suorittamaan välilaskutankkaus kyseisillä kentillä tai järjestämään linjaautokuljetus näiltä kentiltä kohteeseen. Polttoaineen tuotannon häiriintyessä on myös mahdollista. että osa tarvittavasta polttoaineesta pystytään toimittamaan. Ensisijaisesti saatavissa oleva polttoaine säännöstellään pitkän matkan koneille, joille on pystyttävä tarjoamaan lennolla kuluva polttoainemäärä lähes kokonaisuudessaan, koska nämä koneet pystyvät kuljettamaan mukanaan vain pienen osan seuraavalla lennolla tarvittavasta polttoainemäärästä. Tilanne on Finnairille huomattavasti helpompi, jos polttoainetta on saatavissa niin paljon, että sitä riittää hieman myös lyhyen matkan koneille. Tällöin suurin osa Euroopan ja kotimaan lennoista saataisiin suoritettua siten, että koneet tuovat mukanaan ylimääräistä polttoainetta niin paljon kuin pystyvät ilman, että hyötykuormaa rajoitettaisiin. Häiriöajan pituus on tietenkin yksi mahdollinen muuttuja. Jakeluhäiriön kesto ei kuitenkaan vaikuta oleellisesti asian käsittelyyn, koska tilanteen epävakauden takia lentoja ei kannata järjestellä seuraavaa päivää pidemmälle. Tämä johtuu siitä, että tarkasteltavaa päivää edeltävän päivän viimeiset lennot täytyy olla tiedossa, jotta läpitankkausoperaatioiden toteutettavuus voidaan analysoida. Tässä tarkastelussa rajoitutaankin tarkastelemaan lähinnä seuraavan päivän liikenteen järjestelyä. 7

3 Finnairin laivasto 3.1 Laivaston esittely Finnairilla on kansainvälisesti vertailtuna hyvin moderni laivue. Laivaston vanhimmat MD-11 -koneet ovat lähiaikoina korvautumassa taloudellisemmilla Airbus A330 -koneilla. Modernit A330 -koneet ovat noin 20 prosenttia polttoainetaloudellisempia kuin vanhat MD-11 -koneet. Finnairin päämarkkina-alueita ovat kotimaa, Eurooppa ja Aasia. Koneista suurin osa lentää kotimaan ja Euroopan kohteisiin ja näiden kohteiden osuus on koko lentotoiminnasta noin 80 prosenttia. Kotimaan liikenne on Finnairille tärkeä ja tuottoisa osa-alue, mutta kasvumahdollisuudet ovat lähes olemattomat. Vuonna 2007 kotimaan liikenteen osuus koko liikenteestä oli 21 prosenttia [3]. Aasian liikenteeseen panostetaan hankkimalla A330-300E -koneita 10 kappaletta ja vielä suunnittelupöydällä olevia Airbus A350-900XWB -koneita 11 kappaletta. Finnair onkin suuressa murrosvaiheessa laajentaessaan voimakkaasti Aasian suuntaan. Suurin kilpailuetu muihin Aasiaan lentäviin yhtiöihin johtuu Suomen sijainnista. Suomesta voidaan lentää yhden vuorokauden aikana meno-paluu-matka Aasiaan, joten koneiden käyttö on tehokasta ja tuottoisaa. Taulukkoon 3.1 on kerätty perustiedot Finnairin nykyisestä laivastosta ja tilatuista koneista. Koneiden lukumäärästä Euroopan ja kotimaan liikenteeseen tarkoitettuja koneita on nykyään kolme neljäsosaa, mutta vuoteen 2014 mennessä liikennöinnin painopisteen siirtyessä Aasiaan enää 60 prosenttia. Polttoaineen jakeluhäiriötilanteessa voidaan kotimaan ja Euroopan liikennettä järjestellä toimivaksi, mutta kaukolentojen koneet eivät varsinaisesti kuulu tämän työn tarkastelualueeseen. Taulukko 3.1 Finnairin laivasto [4] Konetyyppi Istuimia Koneiden lukumäärä Käyttöönotot vuosina Reittikohteet Airbus A319 123 11 1999-2004 Kotimaa, Eurooppa Airbus A320 159 12 2001-2004 Kotimaa, Eurooppa Airbus A321 196 6 1999-2004 Kotimaa, Eurooppa Airbus A330-300E 295 8 tilattu 2009-2010 * Airbus A340-313E 269 2 +2 tilattu 2007-2008 Kaukolennot Airbus A340-311 295 1 1994 Kaukolennot Airbus A350-900XWB 314 11 tilattu 2014-2016 * Boeing 757-200 227 7 1997-2002 Kaukolennot Boeing MD-11 282 7 1990-1998 Kaukolennot Embraer 170 76 10 2005-2006 Kotimaa, Eurooppa Embraer 190 100 8 +5 tilattu 2006-2011 Kotimaa, Eurooppa 8

3.2 Koneiden operatiiviset painot Rahdin ja postin kuljettaminen reittiliikenteen mukana on Finnairille tärkeä tulonlähde. Useimmat muut eurooppalaiset lentoyhtiöt eivät kuljeta rahtia samassa määrin, koska Keski-Euroopassa rahti kulkee useammin maateitse. Rahdin kuljettaminen normaalin reittiliikenteen mukana vaatii koneilta normaaliversiota suurempia maksimilentoonlähtö- ja laskeutumispainoja. Valmistajat tarjoavat koneistaan eri painovariantteja ja suurin osa Finnairin koneista on tilattu suurimmilla saatavissa olevilla laskeutumispainoilla. Koneen suuresta maksimilaskeutumispainosta on erittäin suuri hyöty läpitankkausoperaatiossa, koska jälkimmäisen lento-osuuden polttoaine on oltava mukana ja tämä kasvattaa laskeutumispainoa merkittävästi normaalitilanteeseen verrattuna. Lyhytkestoisen jakeluhäiriön aikana ei myöskään ole välttämätöntä kuljettaa kiireetöntä rahtia ja postia, joten suuren laskeutumispainon ansiosta voidaan kuljettaa paljon matkustajia. Koneet rekisteröidään alhaisimmalle mahdolliselle normaalin operoinnin mahdollistavalle maksimilentoonlähtöpainolle. Syy on taloudellinen, koska koneen suurin sallittu lentoonlähtöpaino määrää lentokenttämaksujen suuruuden. Kustannusten suuruusluokka on noin 30 000 euroa vuodessa per tonni [5]. Läpitankkausoperaatiossa alhainen lentoonlähtöpaino voi joissain tilanteissa rajoittaa ensimmäisen lento-osuuden matkustajamäärää jopa 30 hengellä. Taulukossa 3.2 on esitetty Finnairin laivastosta polttoaineen jakeluhäiriötilanteessa läpitankattavien koneiden tärkeimmät rakenteelliset maksimipainot. Taulukko 3.2 Läpitankkausoperaation kannalta tärkeimmät operatiiviset painot [6,7,8] Konetyyppi Finnairilla käytössä olevat koneversiot Valmistajan tarjoamat koneversiot A319 Alhaisempi paino Korkeampi paino Alhaisempi paino Suurin paino MTOW 66900kg 9 kpl. 70000kg 2 kpl. 64000kg 75500kg MLW 62500kg 62500kg 61000kg 62500kg MFUEL 19090kg 19090kg 19090kg 23870kg A320 MTOW 72900kg 5 kpl. 75500kg 7 kpl. 73500kg 77000kg MLW 66000kg 66000kg 64500kg 66000kg MFUEL 19090kg 19090kg 19090kg 23870kg A321 MTOW 83900kg 3 kpl. 89000kg 3 kpl. 83000kg 93500kg MLW 77800kg 77800kg 71500kg 77800kg MFUEL 18950kg 18950kg 18950kg 23740kg Emb170 MTOW 35990kg 7kpl. 37200kg 4kpl. 35990kg 38600kg MLW 33300kg 33300kg 32800kg 33300kg MFUEL 9370kg 9370kg 9370kg 9370kg Emb190 MTOW 50300kg 50300kg 47790kg 51800kg MLW 43000kg 43000kg 43000kg 44000kg MFUEL 12940kg 12940kg 12940kg 12940kg 9

3.3 Lentokaluston käyttö Nykyään kilpailu lentoliikenteessä on kovaa ja tulosajattelu on johtanut koneiden käytön tehostamiseen. Varsinaisia varakoneita ei ole, joten yhdenkin koneen yllättävä vikaantuminen näkyy herkästi lentojen myöhästelynä. Aasiaan liikennöivät koneet ovat noin 20 tuntia vuorokaudesta ilmassa, joten huoltoaika on erittäin rajoitettua. Huolto-ohjelmaan kuuluvat huollot toki voidaan tehdä ajallaan, mutta ongelmana ovat yllättävät aika-ajoin lentojen välisissä rutiinitarkistuksissa ilmenevät pikkuviat. Näiden vikojen normaalia suurempi määrä on viimeaikoina näkynyt valitettavina myöhästelyinä lentoaikatauluista. Näiden vikojen korjaamiseen vaadittaisiin ylimääräisiä resursseja huollossa ja hieman nykyistä väljempää konerotaatiota. Suomen sijainti mahdollistaa päivittäiset meno-paluu-lennot Aasiaan, joten ongelman purkamiseksi olisi lennot rajoitettava puoleen tästä. Finnair menettäisi tällöin kilpailuetunsa, joten tilanteeseen on löydettävä muunlainen ratkaisu. Yksi vaihtoehto olisi huoltotoiminnan järjestäminen Aasian päähän, mutta asian selvitystyö on kesken. Varakoneiden puuttuminen ja tehokas koneiden käyttö vaikeuttaa myös polttoaineen jakeluhäiriötilanteesta selviytymisessä, koska aikatauluista on karsittu liikkumavara minimiin. 10

4 Liikenneohjelma 4.1 Liikenneohjelman tuottaminen Markkinat määräävät, mitä reittejä lentoyhtiön kannattaa lentää, ja kalusto hankitaan vastaamaan näitä tarpeita. Koneiden käyttö suunnitellaan käytännössä niin, että lennettävät reitit tulevat lennetyiksi olemassa olevilla koneilla. Liikenneohjelmassa määritellään lentojen aikataulu, konetyyppi ja jatkoyhteydet. Finnairilla Route Development -yksikkö vastaa reittikohtaisista kannattavuusanalyyseista. Analyysien perusteella yksikkö tekee päätösehdotukset liikenneohjelman muutoksista, kuten uusien reittien avaamisesta tai nykyisten reittien/frekvenssien lopettamisesta. Traffic Programs -yksikön tehtävänä on tuottaa ja ylläpitää Finnairin reittiliikenteen liikenneohjelmaa. Liikenneohjelmaa julkaistaan jatkuvasti vähintään vuosi eteenpäin ja se siirtyy Operative Scheduling -yksikön vastuulle kuusi kuukautta ennen liikennekauden alkua. Liikenneohjelma on myös reittiliikenteen tuotantosuunnitelma, joka kuvaa operatiivisen toiminnan ja resurssien käytön. Siten liikenneohjelman suunnitteluvaiheessa kiinnitetään suurin osa niistä kustannuksista, jotka tuotanto myöhemmin synnyttää [9]. Finnairin liikenneohjelman tuottamisen osa-alueet ovat: Lentokaluston käytön suunnittelu (konerotaatiot, konetyypit, huollot, ) Lähtötietojen tuottaminen Finnair-konsernin budjetin ja liukuvien ennusteiden liikennesuoritelaskentaa varten Lomalentoliikenteen kapasiteetin allokointi yhdessä Lomalento-osaston kanssa Lentoliikenteen vaatimien lentoonlähtö- ja laskeutumisvuorojen (slot) ja lentolupien hakeminen, ylläpito ja seuranta Yhteistyöyhtiöiden aikataulujen suunnittelu ja ylläpito Tekniikan linjahuollon tarvitseman viikoittaisen huoltosuunnitelman ja lentokonekorjaamon tarvitseman konekapasiteetin allokointi ja suunnittelu. 4.2 Liikenneohjelman järjestely Finnairin Revenue Management -yksikkö tekee reittikohtaisia kustannusanalyysejä ja muuttaa niiden perusteella reiteille valittuja koneita yhteistyössä Operative Scheduling -yksikön kanssa. Muutoksia voidaan tehdä vapaasti siihen asti, kunnes miehistön työvuorot julkaistaan. Miehistön työvuorot laaditaan aina kuukaudeksi kerrallaan ja julkaistaan noin kolme viikkoa ennen kyseisen kuukauden alkua. Työvuorolistojen julkaisun jälkeen koneita vaihdetaan vain niillä reiteillä, joilla vaihdot eivät aiheuta muutoksia miehistön työaikoihin. Tällaisia muutoksia voidaan tehdä lentopäivää edeltävään päivään saakka. Koneperheiden sisällä voidaan tehdä vaihtoja myöhäisemmässä vaiheessa kuin koneperheiden välillä, koska saman koneperheen koneissa voi lentää sama miehistö. Vastuu liikenneohjelman 11

muutoksista siirtyy liikenteenohjauskeskukselle (Network Control Center, NCC) kolme päivää ennen lentoa. Tässä vaiheessa muutoksia liikenneohjelmaan tehdään vain poikkeustilanteessa. 4.2.1 Järjestelymahdollisuudet jakeluhäiriötilanteessa Liikenneohjelman järjestelyllä pyritään minimoimaan polttoaineen jakeluhäiriön aiheuttamat tappiot. Järjestelyä joudutaan tekemään niiden koneiden osalta, jotka eivät pysty liikennöimään normaalisti jakeluhäiriötilanteen aikana läpitankkauksen avulla ja joita ei rajoitettujen tankkausresurssien takia pystytä tankkaamaan. Liikenneohjelman järjestely on huomattavasti parempi vaihtoehto ongelman ratkaisemiseksi kuin tankkauksen takia tehtävät välilaskut. Välilaskut kuluttavat huomattavan paljon aikaa ja rahaa toisin kuin oikein ajoitettu liikenneohjelman järjestely. Järjestelyssä keinoina ovat koneiden vaihtaminen reitiltä toiselle ja välilaskutankkauspaikkojen valinta. Järjestelyn seurauksena aikataulut voivat muuttua, ja se vaikuttaa myös moneen muuhun lentoon ja matkustajien jatkolentoihin. Tieto polttoaineen jakeluhäiriöstä voi tulla viikkoa aikaisemmin tai vasta edellisenä päivänä. Riippuen tästä valmistautumisajasta korvaava liikenneohjelma on mahdollista valmistella huolellisesti, tai vain pikaisesti. Jos aikaa on useita päiviä, voidaan siirtymä välttämättömiin muutoksiin tehdä sulavasti ja mahdollisilta peruutuksilta voidaan välttyä. Siksi järjestelyyn käytettävän menettelyn pitäisi olla valmisteluajan suhteen joustava, jotta pitkän valmisteluajan hyöty voidaan käyttää hyväksi. Mitä pitempi valmisteluaika on käytettävissä, sitä helpompi on poistaa vaadittu määrä matkustajia lennolta ja ehtiä löytämään heille korvaavat lennot. Tällöin selvitään vähemmällä lentojen järjestelyllä ja pysytään paremmin aikatauluissa. Pitkästä valmisteluajasta on myös se etu, että lipunmyynti voidaan keskeyttää niiltä reiteiltä, joilla vaaditaan rajoituksia hyötykuormaan. Myös mahdollisuutta muuttaa väliaikaisesti koneiden suurinta sallittua lentoonlähtö- tai laskeutumispainoa voidaan harkita, jos valmistautumisaikaa on useita päiviä. Tilanteeseen liittyy kuitenkin paljon epävarmuuksia, joten kustannuksia lisääviä muutoksia liikenneohjelmaan ei kannata tehdä ennen kuin tiedetään polttoaineen jakeluhäiriön alkavan varmasti ja tiettynä päivänä. Kustannuksia voivat lisätä väärällä konetyypillä reitin lentäminen, viivästykset, koneiden seisonta-ajat sekä normaaliin reittisuunnitelmaan palaamisen vaikeutuminen. Reittisuunnittelua vaikeuttavat myös jatkolennot, joiden takia useita lentoja ei voida siirtää ilman, että matkustajat myöhästyisivät jatkolennoiltaan. Häiriöajan ongelmien minimoimiseksi olisi mahdollista suunnitella normaali reittiaikataulu häiriömahdollisuutta silmälläpitäen. Toisaalta jakeluhäiriö poikkeustilanteena on niin harvinainen, että sen takia ei kannattane poiketa kustannusoptimoidusta reittiaikataulusta tai edes ryhtyä asian mittavaan selvitystyöhön. 4.2.2 Nykyinen järjestelmä Finnairilla viimeisen kolmen päivän aikana ennen lentoa tapahtuvista liikenneohjelman muutoksista vastaa NCC. NCC:n toiminta yhdistää kaikki lennon 12

toteuttamisen kannalta kriittiset osapuolet, jolloin on mahdollista saavuttaa kokonaisuuden kannalta parhaat ratkaisut. Tähän saakka poikkeustilanteen vaatimat seuraavan päivän liikenneohjelman muutokset on tehty liikenteenohjauskeskuksessa (NCC) ilman, että koneen suoriutumista läpitankkausoperaatiosta olisi tarkistettu samanaikaisesti. Kun operaatioiden tekninen toteutettavuus on myöhemmin analysoitu ja kenties todettu mahdottomaksi, ei enää olekaan aikaa palata suunnittelupöydälle. Tällöin joku lento voidaan joutua perumaan kokonaan. 4.2.3 Uuden järjestelmän tavoite Tämän työn tavoitteena oli luoda lennonsuunnittelijan työn tueksi helppokäyttöinen ohjelma, jolla hän voi normaalin suunnittelun ohessa tarkastaa operaation teknisen toteutettavuuden riittävällä tarkkuudella. Ohjelman tarkkuus on riittävä, kun esisuunnittelussa mahdolliseksi todettu operaatio todetaan sellaiseksi myös virallisessa lennonsuunnittelussa siihen käytettävällä Lido-ohjelmalla. Tämä vaatii ohjelmalta suurta laskentatarkkuutta ja käyttäjältä hyvää ymmärrystä epävarmuustekijöistä, jotta hän osaa jättää tilanteesta riippuen riittävän suuret varmuusmarginaalit kriittisiin rajoitteisiin. Ohjelman tulee olla riittävän monipuolinen, jotta sitä voidaan hyödyntää kaikissa ennalta kuviteltavissa ongelmatilanteissa. Ohjelman tulisi olla myös helposti päivitettävissä ja laajennettavissa. 4.2.4 Tekniset rajoitteet Yksi osa liikenneohjelman järjestämiseen liittyvistä rajoitteista ovat koneiden teknisen suorituskyvyn asettamat rajat. Näitä ovat koneiden rakenteelliset maksimipainot, maksimikantama sekä matkustamokapasiteetti. Kohteiden etäisyys vaikuttaa siihen, miten polttoaineen jakeluhäiriössä liikenneohjelma saadaan sujumaan. Kaukolennot lennetään usein koneen maksimikantaman rajoilla, joten läpitankkaamiseen vaadittavaa ylimääräistä polttoainetta ei pystytä juurikaan kantamaan mukana. Lyhyemmät kotimaan ja Euroopan lennot voidaan suorittaa läpitankkaamalla koneiden kantaman puolesta. Lyhyillä lennoilla rajoitteena ovatkin koneen operatiiviset painot eli lennon toteutettavuus riippuu matkustamon käyttöasteesta. Käytännössä ongelmatilanne saattaa olla se, että tieto jakeluhäiriön alkamisesta tulee edellisenä päivänä ja tehtäväksi jää laskea nopeasti, onnistuuko normaaliaikataulun mukainen lento ilman tankkausta Helsingissä. Jos ei onnistu, niin seuraavaksi on määritettävä, millä rajoituksilla lento saataisiin onnistumaan. Matkustajia, rahtia tai ateriapalvelua voidaan joutua karsimaan, jotta lento olisi teknisesti mahdollinen. Jossain tapauksessa läpitankkausoperaation jälkimmäinen lento-osuus normaalia reittisuunnitelmaa vastaavaan määränpäähän ei onnistu edes hyötykuormaa rajoittamalla. Silloin kone voi jatkaa johonkin lähempään kohteeseen, suorittaa välilaskutankkauksen matkalla tai kone jää Helsinkiin. Tankkaus voidaan yrittää hoitaa myös rajoitetuilla tankkausresursseilla, mutta tämä ei voi olla ensisijainen vaihtoehto. Muista kuin teknisistä rajoitteista johtuen viimehetken muutokset ovat vaikeita ja etenkin kaukolentoja jouduttaneen joka tapauksessa perumaan. 13

4.2.5 Muut rajoitteet Jakeluhäiriön aikana ei voida muuttaa reittiohjelmaa kovinkaan paljon johtuen monista muistakin kuin teknisistä rajoitteista. Jotta koneiden vaihtaminen olisi mahdollista ilman aikataulusta myöhästelyä, olisi vähimmäisvaatimuksena, että koneet ovat normaalin aikataulun puitteissa samaan aikaan samalla lentokentällä vähintään 20 minuuttia. Käytännössä kaikki koneiden vaihdot tultaisiin tekemään Helsinki-Vantaalla. 20 minuuttia on minimikääntymisaika ilman tankkausta, mutta aika vaihtelee kenttien välillä muun muassa rullausajoista johtuen. Ateriapalvelun täydennys, siivous ja muut toiminnot tehdään kotikentällä ja ne kasvattavat kääntymisaikaa 20 minuutista. Lentäjät ovat koneperhekohtaisia, ja osalla matkustamohenkilöstöäkin on koulutus toimia vain yhden koneperheen koneissa. Finnairilla Airbus A320 -koneperheen eli A319, A320 ja A321 -koneiden lentäjät ovat koulutettuja lentämään kaikilla näistä koneista. Vastaavasti Embraereita lentävät ovat koulutettuja lentämään sekä 170-, että 190-mallia. Erikokoisissa Airbus-koneperheen koneissa tarvitaan erimäärä matkustamohenkilöstöä, joten erityyppisten koneiden vaihtaminen keskenään aiheuttaa joidenkin työntekijöiden matkoihin väistämättä muutoksia. Esimerkiksi A321 ja A320 tarvitsevat yhden matkustamohenkilöstön jäsenen enemmän kuin A319. Jos näiden koneiden reitit vaihdetaan keskenään, niin yhden A321- tai A320- matkustamohenkilöstön jäsenen on lennettävä uuteen kohteeseen. Käytettävissä on myös päivystävää matkustamohenkilöstöä, jota voi käyttää tällaisessa tilanteessa. Liikenneohjelman järjestelyssä kannattaa siis pyrkiä ensisijaisesti järjestämään lennot koneperheiden sisällä, jolloin miehistö voi pysyä samalla reitillä ja vain kone vaihtuu. Toisaalta lentojen vaihdot saman koneperheenkin sisällä voivat olla hankalia, jos koneista suurempaan on vaihdon jälkeisille lennoille tulossa enemmän matkustajia kuin pienempään mahtuu. 4.2.6 Tiedonkulku Yksi onnistumisen kannalta kriittinen asia on myös tiedonkulun järjestäminen. Saadaanko kaikille tarvitseville tahoille tieto aikataulumuutoksista sekä sitä edeltävistä ja seuraavista toimenpiteistä riittävän ajoissa? Suuri organisaatio asettaa haasteita tiedonkululle varsinkin poikkeustilanteessa. Organisaatio jakautuu yksiköihin, joiden välinen yhteydenpito voi olla varsin rajallista. Normaalitilanteessa ei välttämättä ole yhteydenpitoa kaikkien yksikköjen välillä, jotka joutuvatkin poikkeustilanteessa tekemään yhteistyötä. Yksikköjen välisessä tiedonkulussa ongelmaksi saattaa tulla se, että ei tiedetä, kuka on vastuuhenkilö ja keneen pitäisi olla yhteydessä. Häiriötilanteeseen varautuessa on siis oleellisen tärkeää selvittää tiedonkulkuverkosto henkilöistä, jotka ovat osallisena ongelman ratkaisemisessa. Esimerkkinä voidaan mainita mahdollinen tilanne, jossa kone yöpyy Helsinki- Vantaan lentokentällä ja tiedetään, että seuraavana päivänä sieltä ei saa polttoainetta. Tällöin tilanteesta on ilmoitettava pikaisesti lentäjille, jolloin he tankkauttavat koneen viimeiselle lennolle siten, että koneessa on seuraavan aamun ensimmäiselle lennolle riittävästi polttoainetta. Mikäli päivän ensimmäisen lennon kohteesta ei ole tässä vaiheessa vielä varmuutta, voidaan lentäjiä ohjeistaa tankkauttamaan koneeseen maksimimäärä polttoainetta, joka kyetään kuljettamaan mukana. 14

Tietoa liikenneohjelman muutoksista täytyy jakaa muun muassa seuraaville tahoille: Lipunmyyntiin Ilmoitus siitä, kuinka monta lippua voidaan vielä myydä, jotta lennot pystytään suorittamaan Korvaavien yhteyksien etsintä niille matkustajille, joita joudutaan karsimaan lennoilta Matkustamohenkilöstölle Lennoilla tarvittavan henkilöstön määrän muutokset Ilmoitus työaikojen muutoksista Lentäjille Ilmoitus työaikojen muutoksista Ohjeita tankkaamiseen Asiakkaille Ilmoitus korvaavasta lennosta Tietoa lentojen myöhästymisistä Lennonselvitykseen (dispatch), joka suorittaa viralliset laskelmat Lidolla Ilmoitus reittimuutoksista Ilmoitus mahdollisista koneiden tyhjäpainojen muutoksista Tankkaajille Korvaavat tankkaajat pitää nimetä Catering- ja siivoushenkilöstölle Ilmoitus koneiden aikataulujen, kääntymisaikojen ja ateriapalvelun muutoksista Rahdin ja postin kuljetuksesta vastaaville tahoille Rahdin kuljetusta jouduttanee rajoittamaan kriittisillä lennoilla, jotka ovat useimmiten Helsinkiin saapuvia lentoja Terminaalihenkilöstölle Ilmoitus koneiden aikataulujen ja kääntymisaikojen muutoksista. Yhteydenpito edellä mainittuihin tahoihin ei ole tietenkään yksipuolista ja saattaakin käydä ilmi, että heidän toimintansa asettaa rajoitteita liikenneohjelman muuttamiselle. Liikenneohjelman suunnittelijalla täytyy myös olla tiedossa kuka voi auttaa ohjelman käytössä tai liikenneohjelman muuttamiseen liittyvissä teknisissä ongelmissa. Insinööritoimistosta voisi nimetä jonkun tähän tehtävään. 4.2.7 Kokonaisoptimi Liikenneohjelman järjestelyssä suurin osa varsinkin kotimaan ja lyhyistä Euroopan lennoista saadaan hoidettua läpitankkaamalla aikataulun mukaisesti, mutta pitempiä matkoja jouduttaneen perumaan. Polttoaineen jakeluhäiriötilanteessa tankkauskapasiteetti on hyvin rajoitettua, joten tankattavat lennot on syytä priorisoida tarkasti. Rajoitetuin resurssein suoritettavat tankkaukset on järkevää suorittaa ensisijaisesti kaukolentojen koneille, jotka eivät pysty operoimaan läpitankkaamalla. Pitkät matkat olisi mahdollista lentää myös välilaskutankkauksen avulla, mutta välilasku on kallis ja aiheuttaa viivästyksiä aikatauluihin. Kokonaisoptimissa kannattaa lentää mahdollisimman paljon lentoja normaalein aikatauluin ja normaalilla konekierrolla. Tällöin vältytään normaaliaikataulusta poikkeamiseen ja siihen palaamiseen liittyviltä ongelmilta ja kustannuksilta. Mikäli normaaliaikataulusta joudutaan poikkeamaan, myös joidenkin matkustajien 15

jatkolennot voidaan joutua järjestämään uudella tavalla. Niillä lennoilla, joilla ei ole jatkolennoille pyrkiviä asiakkaita, aikataulusta voidaan poiketa helpommin. Lentoja priorisoimalla voidaan siis saavuttaa lisää joustavuutta lentojen järjestelyssä. Täytyy muistaa, että paluu normaaliin reittiohjelmaan vaatii yhtä paljon työtä kuin sen muuttaminen. Toisaalta normaaliaikatauluun palaamiseen voi olla käytettävissä paljon enemmän aikaa. Koneiden vaihdot voidaan pitää minimissä, jos kriittisiltä lennoilta siirretään matkustajia korvaaville lennoille. Tämä on useiden kohteiden osalta mahdollista, koska vilkkaina aikoina suosittuihin kohteisiin lennetään jopa muutaman tunnin välein. Tietenkin muitakin lentoyhtiöitä kannattaa käyttää tässä tilanteessa hyväksi. Tässä tarkastelussa pääpaino on teknis-operatiivisessa suunnittelussa. Tällöin ongelmaksi jää kriittisten lentojen järjesteleminen onnistuvien lentojen kanssa optimaalisella tavalla. Optimaalinen järjestely riippuu siitä, kuinka paljon painotetaan omien kustannusten minimointia verrattuna matkustajien tyytyväisyyteen. Teoreettinen lähestymistapa olisi järjestää koneet sellaisille reiteille, joilla niiden ominaisuudet tulee täysin käytettyä. Toisin sanoen minimoitaisiin käyttämätön kuljetuskapasiteetti. Tähän optimaaliseen lopputulokseen päästäisiin vain siinä tapauksessa, että laskenta perustuisi tarkkoihin lähtöarvoihin. Todellisuudessa suuri osa lennon analysoinnissa tarvittavista parametreista, kuten matkatavaroiden paino, tarkentuvat vasta juuri ennen lähtöä. Ongelman ydin onkin siinä, että ongelmapäivänä ei ehditä enää tekemään tarvittavia muutoksia liikenneohjelmaan ja edeltävänä päivänä ei ole vielä tiedossa tarvittavia parametreja, joita tarkka analyysi vaatisi. Vallitseva sää ja käytettävät lentoväylät saadaan tietoon vasta samana päivänä, kun lento suoritetaan. Jos esisuunnitteluvaiheessa pyrittäisiin teoreettiseen optimiin, olisi lopputuloksena lukuisia viimehetken rajoituksia matkustajamääriin ja jopa lentojen peruuntumisia. Tarkkojen laskennan lähtöarvojen puuttuminen tarkoittaakin sitä, että lentojen järjestelyssä optimiratkaisu aikataulujen rajoitteet huomioon ottaen on sellainen, jossa operaatioilla on suurimmat mahdolliset marginaalit kriittisiin rajoitteisiin. Tällöin matkustajien siirrot kriittisiltä lennoilta muille lennoille voidaan pitää minimissään. Tämä on siis selvästi erilainen tavoite verrattuna teoreettisesti optimaaliseen lopputulokseen. Liikenneohjelman muuttamisen ongelmallisuutta on joskus verrattu tuhannen palan palapeliin, jossa jokainen uusi pala siirtää vanhoja paloja eri paikoille. Käytännössä ongelman laajuus tekeekin ratkaisun ohjelmoimisen tietokoneohjelmaan erittäin haastavaksi ja ylittää tämän työn laajuuden. Eiväthän lähtöarvot välttämättä rajoitu vain Finnairin liikenneohjelmaan, vaan muidenkin lentoyhtiöiden lentoja kannattaa hyödyntää korvaavien yhteyksien järjestämisessä. Kehiteltävän laskentaohjelman tärkeä ominaisuus onkin tehdä suunnittelijalle helpoksi ja nopeaksi eri muutosten kokeileminen. Yrityksen ja erehdyksen kautta kokenut suunnittelija saavuttaa parhaan kompromissin matkustajien siirtämisen ja koneiden rotaation muuttamisen välillä. 16

5 Tankkaus jakeluhäiriön aikana 5.1 Läpitankkauksen periaate Läpitankkaus tarkoittaa sitä, että kaksi lentoa lennetään peräkkäin tankkaamatta välillä. Poikkeuksena ovat kotimaan niin sanotut kolmioreitit, joissa lyhyiden etäisyyksien takia lennetään kahden välietapin kautta ilman tankkausta. Normaalitilanteessa läpitankkausoperaatioita suoritetaan kustannussäästöjen takia. Läpitankkaus on taloudellisesti kannattava, jos välietapilla tankattavan polttoaineen hinta on korkeampi kuin ylimääräisen polttoaineen kantamisen takia kasvaneen polttoaineen kulutuksen kustannus. Suomessa polttoaine on halvinta Helsinki- Vantaan lentoasemalla ja hinnat kallistuvat pohjoiseen mentäessä. Lapissa polttoaine on jopa 60 80 prosenttia kalliimpaa, joten kaikki tällaiset operaatiot pyritään lentämään läpitankaten. Sijainnista riippuvat polttoaineen hintaerot selittyvät logistiikan tehokkuuden ja myyntivolyymin eroilla. Läpitankkausta käytetään myös silloin, kun kohteessa ei ole polttoainetta saatavilla. Mainitut tapaukset eivät ole kuitenkaan keskenään identtisiä, koska kustannussyistä läpitankattaessa voidaan tarvittaessa tankata hieman täydennystä lentojen välissä. Reservejä kannattaa hieman kasvattaa polttoaineen jakeluhäiriön sattuessa, mikä rajoittaa koneen kantamaa. Läpitankkauksella voidaan myös lyhentää kääntymisaikoja välietapilla, joten sillä voidaan joissain harvoissa tapauksissa ottaa kiinni aikatauluviiveitä. Se saattaa olla taloudellisempi tapa kuin usein käytetty lentonopeuden kasvattaminen. Läpitankkausoperaation laskennan perusvaatimuksena on, että ensimmäisen lentoosuuden lopussa tankeissa oleva polttoaine kattaa seuraavalla lento-osuudella tarvittavan polttoainemäärän. Laskenta suoritetaan siis käänteisessä järjestyksessä eli ensin lasketaan toisella lento-osuudella tarvittava polttoainemäärä ja se lisätään ensimmäisen lento-osuuden laskentaan suojattuna lisäpolttoaineena. Toisen lentoosuuden polttoainemäärä voidaan ajatella ensimmäiselle lento-osuudelle koneen kuivapainon kasvuna ja se lisää polttoaineen kulutusta ensimmäisellä lentoosuudella. Lähtöpiste Ensimmäinen lento-osuus Kohdekenttä (seuraavan läpitankkausoperaation lähtöpiste) Toinen lento-osuus Kohdekentän varakenttä Välietappi (Helsinki) ei tankkausta Kuva 5.1 Läpitankkausoperaation ja siinä käytettyjen termien havainnekuva 17

5.2 Läpitankkauksen onnistumiseen vaikuttavat parametrit Läpitankkauksen onnistuminen riippuu useista tekijöistä. Onnistumista rajoittaa usein suurin sallittu rakenteellinen laskeutumispaino ensimmäisen lento-osuuden lopussa (MLW1), suurin sallittu rakenteellinen lentoonlähtöpaino ensimmäisen lento-osuuden alussa (MTOW1), tankkeihin mahtuva maksimipolttoainemäärä (MFUEL) tai jotkin kaksi näistä rajoitteista yhtä aikaa. Muita mahdollisia rajoitteita konetyypistä riippuen voivat olla esimerkiksi suurin sallittu lentoonlähtöpaino toisen lento-osuuden alussa sekä kiitotieolosuhteet, jotka voivat esimerkiksi liukkauden vuoksi rajoittaa edelleen lentoonlähtö- ja laskeutumispainoa. Painokriittisessä tapauksessa koko hyötykuorma koostuu matkustajista, koska muu hyötykuorma, kuten kiireetön rahti ja posti, on jätetty toissijaisena pois. Samoista konetyypin koneista on eri MTOW-variantteja. Osalla koneista on korotettu suurin sallittu lentoonlähtöpaino, mutta koko laivastolle se ei ole normaalin operoinnin kannalta välttämätöntä. Läpitankkausoperaation kannalta suuri sallittu lentoonlähtöpaino on kuitenkin merkittävä etu. Jos operaatio on lentoonlähtöpainon suhteen kriittinen, joudutaan hyötykuormaa karsimaan lentoonlähtöpainojen eron verran. Normaalitilanteessa lentoyhtiö käyttää tiettyjä marginaaleja edellä mainittuihin painorajoitteisiin, joita ei saa alittaa. Ongelmatilanteessa ei ole kuitenkaan tarkoituksenmukaista noudattaa näitä marginaaleja, vaan varmistaa tarkennetuilla laskelmilla, että painojen maksimiarvoja ei ylitetä. Laskeutumispaino ensimmäisen lento-osuuden lopussa on usein läpitankkausoperaation kannalta rajoittavin tekijä ja siihen vaikuttavia asioita ovat seuraavat: Matkustajamäärä ensimmäisellä lento-osuudella (vaikuttaa suoraan laskeutumispainoon) Toisen lento-osuuden lentomatka Reitillä vallitsevat tuulet Matkustajamäärä toisella lento-osuudella (vaikuttaa toisella lento-osuudella tarvittavaan polttoaineen määrään) Toisen lento-osuuden varakentän etäisyys Koneen tyhjäpainon alentaminen, mikä onnistuu esimerkiksi ateriapalvelun karsimisella Tarvittavat sisään- ja ulosrullauspolttoaineet ensimmäisen lento-osuuden jälkeen (esimerkiksi 100+170kg) Molempien lento-osuuksien loppuvarareservien määrät Lentokoneyksilön polttoaineen kulutuksen korjauskerroin (Performance Correction Factor, PCF), joka voi vaihdella koneyksilöiden välillä useita prosenttiyksikköjä. Vaikuttaa toisen lento-osuuden polttoaineen kulutukseen. Ensimmäisen lento-osuuden reittivarapolttoaineen määrään tällä on pieni vaikutus. Ensimmäisen lento-osuuden lentomatka (vaikuttaa reittivarapolttoaineen määrään laskussa). 18

Lentoonlähtöpainoon ensimmäisen lento-osuuden alussa vaikuttavat Ensimmäisen lento-osuuden tuulikorjattu lentomatka (ESAD) Ensimmäisen lento-osuuden matkustajamäärä, joka vaikuttaa myös polttoaineen kulutukseen Toisen lento-osuuden tuulikorjattu lentomatka (ESAD) Toisen lento-osuuden matkustajamäärä (vaikuttaa lisääntyneen polttoaineen kulutuksen kautta) Koneen kuivapainon alentaminen. Mahdollista esimerkiksi ateriapalvelun karsimisella Tarvittavat sisään- ja ulosrullauspolttoaineet ensimmäisen lento-osuuden lopussa (Helsingissä) Koneen yksilöllinen polttoaineen kulutus, joka voi vaihdella koneiden välillä useita prosenttiyksikköjä. Tankkikapasiteetti on rajoitettu, joten saavutettava kantama riippuu muun muassa Koneen keskimääräisestä painosta läpitankkausoperaatiossa Tuulista Varapolttoainemääristä (loppuvara-, varakenttä- ja reittivarapolttoaine) Lentokorkeudesta Lentonopeudesta Koneen yksilöllisestä polttoaineen kulutuksesta Rullausmatkoista ja ajoista, jotka vaihtelevat lentokentittäin. 5.3 Läpitankkausta koskeva reservipolitiikka 5.3.1 Viranomaismääräykset Läpitankkausoperaatioissa täytyy noudattaa viranomaismääräyksiä, jotka on säädetty turvallisuuden takaamiseksi. Erityisesti läpitankkausoperaatioita varten säädettyjä tankkausta koskevia sääntöjä ei ole, mutta normaaliin lentotoimintaan tehtyjä säädöksiä voidaan suoraan soveltaa. Operatiivisen toimintakäsikirjan osassa A (OM-A) mainitaan kuitenkin, että kustannussyistä suoritettava läpitankkaus ei ole suositeltavaa, jos kiitotieolosuhteet ovat marginaaliset tai siiven yläpinta on altis jäätymään [10]. Toinen lento-osuus ei eroa millään lailla normaalista lennosta, joten siihen sovellettavat määräykset löytyvät suoraan määräyskokoelmista. Määräysten tavoitteena on taata, että kaikissa lennon vaiheissa on tankeissa riittävästi polttoainetta lennon turvalliseen suorittamiseen. Myöskään koneelle spesifioituja suurimpia sallittuja rakenteellisia painoja ei saa ylittää. Toisella lento-osuudella vaaditaan reittipolttoaineen lisäksi reittivarapolttoaine, varakenttäpolttoaine, loppuvarapolttoaine sekä rullauspolttoaineet. Ensimmäiselle lento-osuudelle lasketaan vastaavat varapolttoaineet, mutta niihin ei tarvitse erikseen varata polttoainetta, mikäli mukana kuljetettava toisen lento-osuuden kokonaispolttoainemäärä kattaa nämä reservit. 5.3.2 Reittivarapolttoaine Kaikkia polttoaineenkulutukseen liittyviä asioita ei voida tietää varmuudella lennon suunnitteluvaiheessa. Reittivarapolttoaineella varaudutaan näihin odottamattomiin muutoksiin normaalitilanteesta. 19

Näitä ovat muun muassa seuraavat: Säävaihtelut Viivytykset rullausvaiheessa ennen lentoonlähtöä Koneyksilön polttoaineenkulutus poikkeaa oletetusta Odottamattomat lentoväylä- ja lentokorkeusrajoitukset. Liikennöintiohje OM-A 8.1:n määräykset sanovat, että reittivarapolttoaineen tulee olla joko 5 prosenttia reittipolttoaineesta tai riittää vähintään 5 minuutin odotuskuvioon kohdekentän yläpuolella 1500 jalan korkeudella normaaliolosuhteissa. Jos kohdekenttä muuttuu kesken lennon, joudutaan polttoainelaskelmat suorittamaan uudelleen lennon aikana. Tällöin reittivarapolttoaineeksi riittää, että se on 5 prosenttia loppumatkalla kuluvasta reittipolttoaineesta. Reittivarapolttoaineen määrä on mahdollista pienentää 3 prosenttiin, jos lentomatkan varrella on käytettävissä sopiva reittivarakenttä. Mikäli reittivarapolttoaine lasketaan prosenttiosuutena reittipolttoaineesta, koko reittivarapolttoaineen ei tarvitse olla tankeissa lennon loppuvaiheessa. Tällöin viiden tai kolmen prosentin mukaan määritetystä määrästä voidaan vähentää itse reittivarapolttoaineen kuljettamiseen kuluva määrä. Tämä kuluva osuus on sisällytetty Lidon laskelmissa reittipolttoaineeseen. Polttoainelaskelmassa esitetty reittivarapolttoaine tulisi siis olla tankeissa lennon lopussa, mikäli lento on onnistunut täysin suunnitelman mukaisesti. 5.3.3 Varakenttä- ja loppuvarapolttoaine Varakenttäreservin tulee kattaa polttoaine ylösvedosta kohdekentältä laskeutumiseen ennalta määrätylle varakentälle, tai jos vaaditaan kaksi varakenttää, niin niistä etäämmälle. Loppuvarapolttoaine tarkoittaa polttoainemäärää, joka riittää 30 minuutin odotuskuvioon varakentän yllä 1500 jalan korkeudessa koneen kuivapainolla [10]. Tällä varaudutaan odottamaan laskeutumisvuoroa esimerkiksi huonon sään aiheuttaman kentän ruuhkautumisen vuoksi. 5.3.4 Rullauspolttoaine Rullauspolttoaine on oletettu ennen lentoonlähtöä tapahtuva kulutus, joka sisältää rullauksen lisäksi myös apuvoimalaitteen käytöstä (APU), moottorien käynnistyksestä ja jäätymissuojausjärjestelmän käytöstä johtuvan polttoaineen kulutuksen [10]. Rullauspolttoaineen määrä riippuu lentokentästä, joten virallisessa lennonsuunnitteluohjelmassa on kenttäkohtaiset rullausajat, joiden mukaan konetyyppien rullauspolttoaineet määritetään. Sisäänrullauspolttoaine laskeutumisen jälkeen otetaan käyttämättömistä reserveistä, eli siihen ei erikseen tarvitse varata polttoainetta. Läpitankkausoperaatiossa sen sijaan täytyy tankata myös ensimmäisen lento-osuuden lopussa tarvittava sisäänrullauspolttoaine. 5.3.5 Lentoyhtiön omat käytännöt jakeluhäiriön aikana Ensimmäinen lento-osuus eroaa reservipolitiikan osalta toisesta, koska mukana kuljetettava toisen lento-osuuden polttoaine kattaa usein kaikki vaadittavat reservit 20

moninkertaisesti. Polttoaine riittää siis joka tapauksessa ensimmäiselle lentoosuudelle, mutta jos polttoainetta kuluu odotettua enemmän ja sitä ei ole kohteessa saatavilla, toinen lento-osuus voidaan joutua perumaan. Kustannussyistä suoritettavassa läpitankkauksessa voidaan tietenkin tarvittaessa tankata tarvittava määrä täydennystä. Jakeluhäiriötilanteessa ensimmäisen lento-osuuden loppuvarapolttoaineen määrä valitaankin tilastojen perusteella siten, että toinen lento-osuus onnistuu riittävän suurella todennäköisyydellä. Polttoainelaskelmassa täytyy siten operaattorin itse päättää, millaiset reservit riittävät takaamaan toisen lento-osuuden onnistumisen riittävän suurella todennäköisyydellä. Lopullinen päätäntävalta ylimääräisten polttoainereservien määrästä on kuitenkin lentäjällä. Sopiva loppuvarapolttoaineen määrä ensimmäisen lento-osuuden loppuun on esimerkiksi 5 minuutin odotuskuvioon riittävä määrä. Tämä määrä riittää yhteen ylösvetoon ja uuteen laskukierrokseen. Tällainen tilanne tapahtuu noin kerran yhden päivän aikana Helsinki-Vantaan lentoasemalla. Arvo valittiin kehitettävään laskentatyökaluun oletusarvoksi. Aikaisempaa käytäntöä asiasta ei ollut. Ensimmäiselle lento-osuudelle ei erikseen kannata varata varakenttään polttoainetta, koska se rajoittaisi liikaa saavutettavaa kantamaa. Lennonselvityksessä toki määritellään käytettävä varakenttä, mutta toisen lento-osuuden polttoaine kattaa tämän määrän. Helsingin lähellä on useita mahdollisia varakenttävaihtoehtoja, kuten Pirkkala, Turku ja Tallinna. Voidaan myös olettaa, että varakentältä saa polttoainetta tarvittaessa, ainakin jos varakenttä valitaan tämän perusteella. Kone voi siis periaatteessa jatkaa operointia varakentältä. 5.4 Rajoitetuin resurssein suoritettava tankkaus Tankkauksen resurssit ovat hyvin rajoitettuja, jos polttoaineesta tai tankkaushenkilökunnasta on pulaa. Kummassakin tapauksessa joudutaan priorisoimaan tankattavia lentoja, koska joukossa on niin pitkiä reittejä, että niitä ei pystytä lentämään läpitankkaamalla. Polttoainetta välttämättömimmin tarvitsevat Aasian liikenteen koneet tulevat lähes peräkkäin keskipäivällä Helsinkiin tankattaviksi, jolloin ongelmatilanteessa tankkauskapasiteetista tulee varmasti pulaa. On selvää, että tällöin nämä koneet ovat etusijalla ja muut lennot on saatava onnistumaan läpitankkaamalla. Tankkaajien lakon aikana ammattiliittoon kuulumattomat henkilöt, joilla on tehtävään kelpuuttavat luvat ja koulutus, voivat suorittaa koneiden tankkauksia. Työvoima on tällöin kuitenkin hyvin rajoitettua, mutta saavutettava hyöty on kuitenkin kiistaton. Yöllä, kun lentotoimintaa on hyvin vähän, riittää pienikin kapasiteetti hoitamaan välttämättömimmät tankkaukset. Kohdassa 8.2.2 tarkastellaan tarkemmin, kuinka suuri etu yöllä suoritettavilla tankkauksilla saavutettaisiin. 21

6 Finnairilla käytössä olevat lennonsuunnitteluohjelmat 6.1 Lido Lido on Finnairin käytössä oleva Lufthansa Systems -yhtiön kehittämä lennonsuunnitteluohjelmisto. Lido on käytössä 170 lentoyhtiössä ympäri maailmaa [11]. Ohjelmisto ottaa laskennassa huomioon reaaliaikaisen sään ja väylärajoitukset ja analysoi lennon kaikki vaiheet ja tulostaa polttoainelaskelman ja välietapit. Kaikki lentosuunnitelmat lasketaan lennonselvityksessä Lidolla. Lidossa on myös läpitankkauslaskentavaihtoehto, jolla lasketaan normaalisti kustannussyistä suoritettavia läpitankkausoperaatioita. Lido on monipuolinen ohjelmisto ja sen sujuva käyttö vaatii käyttäjältä melko paljon opiskelua. Ongelmatilanteessa tulee luultavasti pula osaavista käyttäjistä, joten sitä yksinkertaisempi, lentoihin liittyvät perusasiat huomioon ottava ohjelma on hyödyllinen. Tarpeellisten iteraatioiden suorittaminen Lidolla kuluttaa melko paljon aikaa, koska käyttäjän täytyy suorittaa koko analyysi kerta toisensa jälkeen uudestaan. Iteroimalla esimerkiksi matkustajamäärää saadaan oleellista tietoa siitä, kuinka monta matkustajaa voidaan ottaa koneeseen ylittämättä esimerkiksi koneen suurinta sallittua laskeutumispainoa. Kuvissa 6.1 ja 6.2 on esitetty ensimmäiset sivut Lidon tulosteista Embraer 190:n Helsinki-Kuopio-Helsinki -läpitankkausoperaatiosta. Laskelma on oikeasta toteutuneesta lennosta ja lennot on siis suoritettu läpitankkaamalla kustannussyistä. Tulosteen ensimmäinen sivu sisältää polttoaine- ja painolaskelman ja jatkuu tiedoilla käytettävästä lentoväylästä, lentokorkeuksista ja säätiedoista. Kuvassa 6.1 on toisen lento-osuuden (Kuopio-Helsinki) polttoainelaskelma. 22

Kuva 6.1 Lidon tuloste läpitankkausoperaation jälkimmäisestä lento-osuudesta Kuvassa 6.2 on esitetty kyseisen läpitankkausoperaation ensimmäinen lento-osuus, johon on siis sisällytetty toisen lento-osuuden polttoainelaskelma. Ensimmäisellä lento-osuudella varakenttä- ja loppuvarapolttoaineet oletetaan käyttämättömiksi ja nämä yhdessä lisäpolttoaineen (1320 kg) kanssa muodostavat toisella lento-osuudella tarvittavan polttoainemäärän. Ensimmäisen lento-osuuden lopussa käytettävää sisäänrullauspolttoainetta ei ole eritelty vaan se sisältyy lisäpolttoaineeseen. Laskemalla ensimmäisen lento-osuuden jälkeen tankeissa olevan polttoaineen ja tarvittavan polttoaineen erotus saadaan selville, että Kuopiossa sisäänrullaukseen on varattu 40 kg polttoainetta. Ensimmäisen lento-osuuden reittivarapolttoaine oletetaan polttoainelaskelmassa kulutetuksi, mutta laskeutumispainoon se on sisällytetty. Sivujen yläosissa näkyvissä lentomatkoissa (GDIST) huomataan myös olevan melko suuri ero eri lentoväylistä johtuen. 23

Kuva 6.2 Lidon tuloste läpitankkausoperaation ensimmäisestä lento-osuudesta 6.2 PEP ja Embraer Inflight Performance PEP on lyhenne nimestä Performance Engineer s Programs [12]. Se on Airbusin kehittämä suoritusarvolaskuri. PEP on vastaava ohjelma kuin Lido, mutta se sisältää vain laskentatoiminnot. Lido perustuukin lennon mallinnuksen osalta PEPiin. PEP pitää sisällään monia erilaisia laskentaohjelmia, joista tässä työssä käytettiin Flight Planning Program (FLIP) -ohjelmaa. PEPin FLIP-ohjelmalla suoritettiin muun muassa vertailut eri lentomenetelmien polttoaineen kulutuksen välillä sekä tutkittiin polttoaineen kulutuksen kasvua aikatauluviiveiden korjaamisessa. Embraer Inflight Performance on Embraerin kahdesta suoritusarvolaskurista yksinkertaisempi. Se laskee vain pistearvoja, kun taas PEP ja Lido integroivat laskut koko lennon ajalta ja laskevat koko lennon polttoaineen kulutuksen. Tämäkin 24