Flight delay analysis and on-time performance prediction with discrete-event simulation for Icelandair

Abstract

The creation of airline flight schedules is a complex process, with the objective of maximizing profits and resource utilization. Flight schedules are, therefore, often tight and have little or no capacity to deal with frequent disruptions. Tight flight schedules lead to flight delays and poor on-time performance, which can be costly for airlines and inconvenient for passengers. The airlines strive to develop robust flight schedules by adding time buffers or re-timing flights to address this problem. When flight schedules are created to increase robustness, it is vital to evaluate the performance of the schedule before operations. In this thesis, a discrete-event simulation model is designed, implemented, and used to predict the on-time performance of an actual flight schedule. A case study is used from Icelandair, which includes the main connecting bank in the hub-and-spoke network at Icelandair for June 2022. Historical data from Icelandair is fitted with theoretical distributions to generate random values for block time and turnaround time in the simulation model. Regarding flights arriving 15 minutes or less, past the scheduled arrival time, the simulated flight schedule had an average on-time performance of 65.3% compared to 63.5% from actual operations. The results show that a discrete-event simulation model can predict overall on-time performance with reasonable accuracy. The model can analyze potential delays, and proactive measures, like time buffers, can be added manually to improve on-time performance. The model can be improved and extended with further work to account for the entire network at Icelandair. Keywords: Flight delay, on-time performance, Discrete-event simulation, distribution fitting, punctuality prediction.

Gerð flugáætlana er flókið ferli þar sem markmiðið er að hámarka hagnað og nýtingu á aðföngum. Flugáætlanir geta því verið þétt skipulagaðar og haft litla sem enga getu til að takast á við tíðar truflanir sem verða á flugi. Afleiðingar af því geta verið tafir á flugi og léleg stundvísi sem er kostnaðarsamt fyrir flugfélög og veldur óþægindum fyrir farþega. Flugfélög leitast því við að þróa flugáætlanir sem eru betur í stakk búnar til að takast á við truflanir með því að bæta auka tíma inn í áætlanirnar eða endurstilla flugtímann. Þegar það hefur verið gert er mikilvægt að meta frammistöðu áætlunarinnar áður en hún kemur til framkvæmda.Í þessari ritgerð, er stakræn hermun notuð til þess að hanna líkan sem spáir fyrir um stundvísi á raun flugáætlun frá Icelandair. Flugáætlunin sem er notuð inniheldur flug í aðal tengibanka banka Icelandair frá júní 2022. Raun gögn frá Icelandair eru notuð til þess að finna samfelldar dreifingar sem lýsa flugtíma og snúningstíma hvað best. Þessar samfelldar dreifingar eru síðan notaðar til þess að framkalla tilviljanakennda tíma fyrir hermunar líkanið. Meðal stundvísi úr líkaninu fyrir flug sem lenda 15 mínútum eða fyrr,eftir áætlaðan lendingartíma, var 65,3% samanborið við raun stundvísi upp á 63,5% frá júní 2022. Niðurstöðurnar sýna að stakræn hermun spáir fyrir um heildar stundvísi með nokkurri nákvæmni. Hægt er að nota líkanið til þess að greina mögulega seinkun. Fyrirbyggjandi aðgerðir geta einnig verið prófaðar á flugáætluninni og hún hermd aftur til að sjá hvaða áhrif aðgerðirnar hafa á stundvísi. Líkanið má stækka og útvíkka með frekari vinnu svo hægt sé að nota það fyrir allt leiðakerfið hjá Icelandair.Lykilorð: Seinkun á flugi, stundvísi, stakræn hermun, mat á samfelldum dreifingum, spá um stundvísi.