F. Rudolph, F. Reimer, I. Moerland-Masic, T.-M. Bock

Mit den bereits beginnenden gesellschaftlichen Veränderungen, wie zum Beispiel der demographische Wandel [1] und die COVID-19 Pandemie, wird der Entwurfsprozess einer Flugzeugkabine vor neue Anforderungen gestellt. So soll ein zukünftiges Kabinendesign ein modulares Konzept beinhalten aber auch Ansprüche an Komfort und vor allem Sicherheit werden neu definiert. Ziel ist es, ein sich veränderndes Anforderungsprofil des zukünftigen Nutzerspektrums bereits in frühen Entwurfsstadien zu identifizieren und simulativ auf neue Kabinenkonzepte zu übertragen. Die frühzeitige Modellierung von Personenbewegungen liefert dann schon in der Anfangsphase des Designprozesses ein wichtiges Unterstützungswerkzeug. Essentiell sind dabei zwei wesentliche Randbedingungen. Zum einen stellt der Boarding- und Deplaningprozess beim Turnaround einen bedeutsamen Bestandteil in der Passagierabfertigung dar. Zum anderen müssen Auflagen bei der Entfluchtung der Flugzeugkabine eingehalten werden. So fokussiert sich die im Paper vorgestellte Modellierung genau auf diese beiden Aspekte. Mit der Modellierung und Simulation von Personenbewegungen kann wirksam untersucht werden, wie leistungsfähig frühe neuartige und auch unkonventionelle Designkonzepte bezüglich der Schnittstellenprozesse des Boarding und Deplaning sind. Es kann erfasst werden, welche Strategie am erfolgsversprechenden ist, wenn es darum geht, den Turnaround-Prozess zu optimieren und vor allem den kritischen Pfad nicht negativ zu beeinflussen. Weiterhin wird untersucht, ob die Wahl bestimmter Randbedingungen und Sicherheitsaspekte Rückschlüsse auf zu favorisierende Konzeptideen zulässt. So kann gezeigt werden, welche Designentscheidungen sich positiv auf den Passagierfluss auswirken, und welche ihn negativ beeinflussen. Ein fundamentales Kriterium ist dabei die Entfluchtung des Flugzeuges innerhalb von 90 Sekunden bei halber Anzahl der verfügbaren Ausgänge [13], dessen Berücksichtigung so bereits in allen Phasen des Designs gewährleistet ist. Dies gilt ebenso für die Weiterentwicklung bestehender Flugzeugtypen oder für komplett neue Flugzeugkonzepte. Personenbewegungen können durch Verwendung geeigneter Meilensteine beim Boarding und Deplaning sowie bei der Entfluchtung in einzelne Abschnitte eingeteilt werden. Setzt man diese Meilensteine dann in Relation zueinander, lassen sich daraus Performance-Indikatoren berechnen, die die Leistungsfähigkeit eines Entwurfskonzeptes frühzeitig bewerten. In dieser Arbeit wird das Modellierungskonzept vorgestellt, es werden Meilensteine definiert die zur Bestimmung aussagekräftiger Key Performance-Indikatoren genutzt werden. Damit wird die Simulation von Personenbewegungen als wichtiges Unterstützungswerkzeug im frühen Entwurfsprozess neuartiger Kabinenkonzepte integriert. Schließlich wird durch den Vergleich der Performance-Indikatoren in einer beispielhaften Auswahl von erstellten Konzeptideen der Einfluss der Modellierung zur Entscheidungsunterstützung skizziert.

With ongoing societal changes, such as demographic shifts [1] and the COVID-19 pandemic, the aircraft cabin design process is facing new challenges. Future cabin designs should incorporate a modular concept, and demands for comfort and, above all, safety are being redefined. The goal is to identify the evolving requirements of the future user base in early design stages and to translate these into new cabin concepts through simulation. Early modeling of passenger movements provides an important support tool in the initial phase of the design process. Two key constraints are essential here. First, the boarding and deplaning process during turnaround is a significant component of passenger handling. Second, regulations regarding the evacuation of the aircraft cabin must be observed. The modeling presented in this paper focuses precisely on these two aspects. Modeling and simulating passenger movements allows for the effective investigation of the performance of early, novel, and even unconventional design concepts with regard to the interface processes of boarding and deplaning. It is possible to determine which strategy is most promising when it comes to optimizing the turnaround process and, above all, avoiding negative impacts on the critical path. Furthermore, it is investigated whether the choice of specific boundary conditions and safety aspects allows for conclusions to be drawn about favored concept ideas. This makes it possible to demonstrate which design decisions have a positive impact on passenger flow and which have a negative one. A fundamental criterion is the evacuation of the aircraft within 90 seconds using half the number of available exits [13], the consideration of which is thus ensured in all phases of the design. This also applies to the further development of existing aircraft types or to completely new aircraft concepts. Passenger movements can be divided into individual sections by using suitable milestones for boarding, deplaning, and evacuation. By relating these milestones to each other, performance indicators can be calculated that allow for an early assessment of the effectiveness of a design concept. This paper presents the modeling concept and defines milestones used to determine meaningful key performance indicators (KPIs). This integrates the simulation of passenger movements as an important support tool in the early design process of novel cabin concepts. Finally, by comparing the performance indicators in a selection of exemplary concept ideas, the influence of modeling on decision support is outlined.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2021

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2021

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 8 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2021101512505937248664

10.25967/550102

Passagier-Simulation, Kabinendesign

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Rudolph, F.; Reimer, F.; et al. (2021): Modellierung von Personenbewegungen zur Unterstützung des Flugzeugkabinenentwurfsprozesses. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/550102. urn:nbn:de:101:1-2021101512505937248664.

15.10.2021