Legközelebb, amikor teljes gőzzel a repülőtéri kapu felé rohan, gondoljon a légitársaság személyzetére, akik gondoskodtak arról, hogy az a kapu valóban szabad legyen.

A kapuk kiosztása meglepően összetett feladat.

“15 kapu és 10 repülőgép esetén több mint 570 milliárd lehetőség van” – mondja Dr. Joseph Doetsch, aki a Lufthansa Industry Solutions kvantumszámítástechnikai vezetőjeként a kapukiosztás problémáján dolgozik.

Az egyes járatok számára a legjobb kapu kiválasztása segíthet a repülőgépek gurulási idejének lerövidítésében és a torlódások csökkentésében, ami azt jelenti, hogy az utasok kevesebb időt töltenek várakozással a kifutópályán.

Emellett csökkenti a szükséges üzemanyag mennyiségét, és ezáltal a repülőgép károsanyag-kibocsátását is.

A kapuk kiosztása általában akkor történik, amikor a járatok menetrendjét közzéteszik, tehát akár egy évvel előre, de aztán egy hónappal előre, egy héttel előre, majd végül a járat napján újra átnézik.

Mindenféle prioritásokat kell mérlegelni, amikor kitaláljuk, hol lehet a legjobban parkolni egy repülőgépet.

“Például bizonyos légitársaságok a várótermeik és egyéb létesítményeik közelében lévő kapukhoz kaphatnak hozzáférést. Emellett a nagyszámú átszálló utasokat fogadó járatokat gyakran úgy helyezik el, hogy optimalizálják az átszállási időt és javítsák az általános utasélményt” – mondja George Richardson, az AeroCloud repülőtér-üzemeltető cég társalapítója.

“Egyes légitársaságok, különösen a fapados légitársaságok, a költséghatékonyabb, alacsonyabb parkolási díjakkal rendelkező távoli standok mellett dönthetnek, előnyben részesítve a működési megtakarításokat a fő terminál közelségével szemben.”

További tényezők közé tartozik a repülőgép érkezési iránya, a repülőgép típusa, a várható kifutópálya-kiosztás, a kapuk rendelkezésre állása, a repülőtér személyzete, az ügyfél- és poggyászkapcsolatok, valamint más repülőgépek tervezett gurulóút- és aszfaltcsík-áthelyezése.

Hogy a dolgok még rosszabbra forduljanak – e tényezők közül sokan az utolsó pillanatban is változhatnak.

Eközben a késő járatok tovább fokozhatják a nehézségeket, a repülőtereket és a légitársaságokat arra kényszerítve, hogy az utolsó pillanatban átcsoportosítsák a kapukat, ami megnöveli az utasok várakozási idejét, és esetleg járattörléseket okozhat.

Ilyen szintű komplexitás mellett azt gondolnánk, hogy okos számítógépes szoftverek végzik a munkát, de gondoljuk újra.

Az AeroCloud felmérése szerint, amely a repülőterek felsővezetői előtt álló kihívásokról készült, a kapuk kiosztását gyakran meglepően egyszerű technológiával végezték.

“Meglepődne, hogy világszerte hány repülőtéren még mindig kézzel kezelik a folyamatot” – mondja Richardson úr.

Az AeroCloud felmérésére válaszoló repülőtéri vezetők 40%-a mondta azt, hogy Excel és Word dokumentumokat használnak a repülőtéri működéssel kapcsolatos információk tárolására és kezelésére, beleértve a kapuk kezelését is.

Komoly beruházások folynak azonban a fejlettebb rendszerekbe.

Tavaly az American Airlines bevezette a Smart Gatinget a Dallas Fort Worth-i nemzetközi repülőtéren.

A rendszer gépi tanulást használ, hogy az érkező repülőgépeket a legrövidebb gurulási idővel a legközelebbi szabad kapuhoz rendelje.

A gépi tanulás a mesterséges intelligencia egyik ága, ahol nagy mennyiségű adatot használnak fel egy rendszer betanítására, amelyet az eredmények javítása érdekében finomítani lehet.

Az American Airlines rendszere esetében valós idejű repülési információkat és egyéb adatokat használnak fel annak kiválasztásához, hogy melyik kapuhoz küldjenek egy repülőgépet.

“Hagyományosan a csapatunk tagjai manuálisan osztották ki a kapukat egy hagyományos számítógépes rendszer segítségével. A legnagyobb csomópontunkon, a Dallas Fort Worth-i nemzetközi repülőtéren ez a folyamat körülbelül négy órát vett igénybe” – mondta az American Airlines szóvivője.

Az új rendszer 10 perc alatt képes elvégezni ezt a folyamatot, ami 20%-kal rövidítette le a repülőgépek gurulási idejét, és évente mintegy 1,4 millió gallon repülőgép-üzemanyagot takarít meg – teszi hozzá a szóvivő.

A Lufthansa Industry Solutions, a német Lufthansa légitársaság leányvállalata a kvantumszámítástechnikát tervezi a probléma megoldására.

A kvantumszámítás a kvibitek furcsa, de erőteljes tulajdonságait használja fel bizonyos típusú problémák sokkal gyorsabb megoldására, mint a hagyományos számítógépek.

Jelenleg az ilyen számítógépek még gyerekcipőben járnak.

A kapuk kiosztása az egyik olyan probléma, amelyet a hagyományos számítógépek és algoritmusok nehezen tudnak gyorsan megoldani, a számítási idő a probléma méretével aránytalanul megnő.

Dr. Doetsch azonban biztos benne, hogy a kvantumszámítást alkalmazó megközelítésekkel le lehet gyűrni a problémát.

“A kvantumalgoritmusok lehetővé teszik majd a kapuk és más erőforrások optimális kiosztását, akár nagy repülőtereken és utazási hálózatokban is. Ezek az algoritmusok képesek lesznek a változó külső tényezőkre valós időben frissített optimális megoldásokkal reagálni” – mondja.

A Lufthansa jelenleg azt vizsgálja, hogy a különböző új kvantumszámítási rendszerek közül melyik lesz a legmegfelelőbb a projektjéhez.

Olyan szimulációkat futtat, amelyekből következtetni lehet arra, hogy a kvantumszámítástechnika mennyire lehet hatékony.

“Az első kísérleteink során optimalizált megoldásaink a megfelelő valós adatokhoz képest közel 50%-kal tudták csökkenteni az utasok átlagos átfutási idejét” – teszi hozzá Dr. Doetsch.

Az AeroCloud munkatársa, Richardson úr szerint a repülőterek kapacitására nehezedő növekvő nyomás miatt ezek a továbbfejlesztett technikák segíthetnek csökkenteni a szükséges bővítés mértékét.

“A kapacitás sok repülőtér számára nagy problémát jelent, és még ha új fuvarozókat vagy úti célokat is szeretnének bevezetni, a fizikai bővítés gátló tényezőként hat.

“A jelenlegi erőforrásaikat optimálisan kell kihasználniuk.”