Het passenger reaccommodation problem : een oplossingsmethode met gebruik van Revenue Management

(1)

“Het Passenger Reaccommodation Problem”

Een oplossingsmethode met gebruik van Revenue Management

Auteur:

M. Fontaine BSc.

Master scriptie

Versie 3.1, 6 maart 2007 Printdatum: 28 maart 2007

Universiteit van Amsterdam

Faculteit Economie en Bedrijfskunde Afdeling kwantitatieve economie

Begeleiding:

Ir. J.A.M. Hontelez (Universiteit van Amsterdam) Drs. M. Bosch (ORTEC BV)

(2)

(3)

Het Passenger Reaccommodation Problem, Versie 3.1, 6 maart 2007 3

Managementsamenvatting

Vraagstelling

Een bekend probleem in de luchtvaart is het Passenger Reaccommodation Problem (PRP). Dit probleem ontstaat nadat een vlucht geannuleerd wordt met het gevolg dat de passagiers die met deze vlucht zouden reizen een alternatief aangeboden moet worden. Bij de luchtvaartmaatschappij KLM wordt er op dit moment handmatig gezocht naar alternatieven en worden de passagiers vervolgens één voor één handmatig omgeboekt op een alternatieve vlucht. Hierbij gebruikt de KLM een prioriteitenregel die voorrang geeft aan de meerbetalende passagier omdat deze het belangrijkst zijn voor de omzet van KLM.

Een alternatieve aanpak voor deze handmatige methode is om het proces te modelleren, alle opties in een algoritme tegen elkaar af te wegen en vervolgens de beste uit te kiezen. Hiervoor is het belangrijk te weten wat de beste rebooking is. In dit onderzoek is gekeken naar een mogelijkheid om het PRP wiskundig te modelleren en vervolgens op te lossen. Hiervoor zijn verschillende kostencomponenten gedefinieerd die deels direct of indirect nu ook al in de KLM rebooking meewegen en deels nieuw zijn.

Kosten

Belangrijk bij een rebooking is dat de passagier zo snel mogelijk vertrekt en arriveert op de bestemming met zo min mogelijk vertraging. Dit is op dit moment het enige criterium bij de KLM. Het omboeken van passagiers brengt echter ook kosten met zich mee. Wanneer een passagier lang moet wachten op een alternatief zal deze een hotelovernachting nodig hebben. Daarnaast gelden sinds 2004 Europese regels voor vertragingen in het luchtverkeer en dient de luchtvaartmaatschappij de passagier bij vertraging financieel te compenseren. Naast deze fysieke kosten zorgt het omboeken van een passagier er ook voor dat de stoel die deze als alternatief aangeboden krijgt niet meer verkocht kan worden en de KLM dus eigenlijk winst wegdrukt. Deze kosten worden displacement kosten genoemd. Tot slot kan het voorkomen dat de KLM een passagier een stoel aanbiedt in een hogere of lagere vervoersklasse. In dit geval spreekt men van upgrading of downgrading. Bij downgrading dient de passagier gecompenseerd te worden voor het feit dat deze in een lagere vervoersklasse vervoerd wordt. Upgrading zou echter gezien kunnen worden als een compensatie voor de opgelopen vertraging.

(4)

Het probleem is in dit onderzoek wiskundig geformuleerd in een Integer Lineair Problem (ILP) waarin de volgende kostencomponenten meegenomen zijn:

 Hotelkosten.  Compensatiekosten.  Vertragingskosten.  Displacementkosten (DC).

 Upgrade opbrengsten of Downgrade kosten.

Aanpak

Na de wiskundige formulering van de kosten is software ontwikkeld die voor een vlucht uit de O&D (Origin & Destination) database de kosten voor een annulering uitrekent bij zowel de modelmatige aanpak als de huidige aanpak van KLM. De kosten van beide aanpakken zijn met elkaar vergeleken. De kostenfunctie is voor beide methoden gelijk en alleen de toewijzingstactiek wijkt af. Het is dus verantwoord om deze twee kosten te vergelijken en hier conclusies aan te verbinden.

Analyse

In de analyse zijn 1132 feeder en defeeder vluchten fictief geannuleerd waarvan vervolgens de kosten van herallocatie van de passagiers bepaald zijn. Uit deze analyse is gebleken dat de modelmatige aanpak een kostenbesparing van 27% oplevert en ook nog eens de passagiers alternatieven kan aanbieden waarmee de passagiers eerder vertrekken en dus meer service geboden wordt. De voornaamste besparing wordt gemaakt op de DC. Op dit moment houdt de KLM hier in haar toewijzingstactiek geen rekening mee en kunnen passagiers ook op een stoel omgeboekt worden die de KLM nog had kunnen verkopen met een hoge opbrengst. Naast de besparing op de DC wordt er in de modelsituatie ook aanzienlijk bezuinigd op de vertragingskosten die het verlies aan goodwill van de passagier uitdrukt. Het zijn dus geen werkelijke kosten waarop bespaard wordt maar verwachte opbrengsten die KLM misloopt en verlies aan goodwill bij de passagier. In figuur M1 en M2 zijn de kosten voor zowel de KLM-aanpak als de modelmatige KLM-aanpak samengevat. De kosten zijn hier gerelateerd aan de load factor omdat naarmate de vlucht voller raakt de (absolute) besparing groter wordt.

(5)

Het Passenger Reaccommodation Problem, Versie 3.1, 6 maart 2007 5 0 10000 20000 30000 40000 0% -10% 10% -20% 20% -30% 30% -40% 40% -50% Load Factor Eu ro KLM-situatie Modelsituatie 0 100000 200000 300000 50% -60% 60% -70% 70% -80% 80% -90% > 9 0% Load Factor Eu ro KLM-situatie Modelsituatie

Figuur M1:Reaccommodation kosten per Figuur M2:Reaccommodation kosten per geannuleerde vlucht met een load factor 0%-50%. geannuleerde vlucht met een load factor >50%

De rekentijd van het model bleef in 94% van de annuleringen onder de twee seconden. In een aantal gevallen (1%) was de rekentijd echter aanzienlijk groter. Bij de vollere vluchten kwam het bijvoorbeeld een aantal keer voor dat het algoritme na een half uur gestopt werd en de tot op dat moment best gevonden oplossing gebruikt moest worden. Deze oplossing lag echter dicht bij de optimale oplossing wanneer het probleem niet geheeltallig zou zijn en scoorde ook beter op de kosten en de vertraging in het vertrektijdstip dan de oplossing die de KLM-aanpak gevonden had. Bij vluchten die uit twee legs bestaan is gebleken dat het algoritme in meer dan de helft van de gevallen gestopt moest worden. Dit komt doordat het probleem eigenlijk in omvang verdubbelt doordat in feite twee stukken geannuleerd worden waardoor er dus een dubbel aantal boekingen op de vlucht zit.

Conclusie

Uit dit onderzoek kunnen twee belangrijke conclusies getrokken worden:

1. De modelmatige aanpak zorgt voor een kostenbesparing van 27% ten opzichte van de huidige aanpak die KLM nu hanteert bij het PRP. De belangrijkste factor in de keuze voor de optimale rebooking zijn de DC.

2. De kwaliteit van de toewijzing van een alternatieve vlucht aan de passagier blijft gelijk en is in veel gevallen zelfs beter.

Aanbevelingen

Upgrading en downgrading zijn in dit onderzoek niet naar voren gekomen als aantrekkelijke alternatieven. Echter, in dit onderzoek is niet specifiek gekeken naar vluchten die vlak voor

(6)

vertrek geannuleerd werden. In deze gevallen zou het wel aantrekkelijk kunnen zijn om passagiers te upgraden omdat in de business class vaker nog stoelen beschikbaar zijn. Bij een vervolg onderzoek zou daarom onderzoek gedaan moeten worden naar extremere gevallen van annulering.

De optie om een passagier met een andere luchtvaartmaatschappij te laten vliegen is buiten het model gelaten. Wanneer meer bekend zou zijn over alternatieven met andere luchtvaartmaatschappijen dan de KLM (zoals Sky Team partners), zouden deze ook meegenomen kunnen worden in het model.

(7)

Voorwoord

Dit onderzoek is gedaan in het kader van een afstudeerstage bij ORTEC bv voor de Master opleiding Operations Research & Management (ORM) aan de Universiteit van Amsterdam (UvA). ORTEC is een onafhankelijke en toonaangevende organisatie op het gebied van consultancy en ontwikkeling van geavanceerde planningsystemen (website ORTEC, 2006). Deze planningsystemen worden vaak als kant-en-klaar product aangeboden die door ORTEC bij een klant geïmplementeerd wordt. ORTEC ontwikkelt echter ook veel software die speciaal voor een bedrijf ontworpen zijn. Dit maatwerk wordt gedaan door de directie Top X, een afdeling binnen ORTEC. Voor deze directie is ook dit onderzoek gedaan. De klanten die onder deze directie vallen zijn Shell, TNT en de Koninklijke Luchtvaart Maatschappij NV (KLM). In dit onderzoek is een probleem bij KLM beschouwd.

KLM is een wereldwijd opererende luchtvaartmaatschappij en heeft als thuisbasis de luchthaven Amsterdam Airport Schiphol (AMS). Het bedrijf is het middelpunt van de KLM Group en biedt, nauw samenwerkend met Europese en intercontinentale netwerk- en routepartners, meer dan 132.000 verbindingen aan tussen meer dan 400 verschillende steden in 85 landen op zes continenten. De kernactiviteiten van KLM Group zijn passagiersvervoer, vrachtvervoer en onderhoud van vliegtuigen, motoren en componenten (website KLM, 2006). Voor KLM heeft ORTEC verschillende Revenue Management systemen ontwikkeld. Het doel van Revenue Management is om de totale opbrengsten te maximaliseren en in het geval van KLM de opbrengsten van de vluchten te maximaliseren (website ORTEC, 2006). De verschillende Revenue Management systemen van KLM zijn (intranet ORTEC, 2006):

 Odyssey. Dit systeem stelt de beschikbare capaciteit aan stoelen vast per prijsklasse met behulp van Revenue Management technieken. De beschikbare stoelencapaciteit wordt zodanig bepaald dat de opbrengsten gemaximaliseerd worden bij een gegeven vraagvoorspelling voor de verschillende prijsklassen.

 Tactical Planning. Dit systeem geeft beslissingsondersteunende informatie die KLM kan helpen bij haar tactische planning.

 GEOS (nog in ontwikkeling). Dit systeem helpt KLM om groepsboekingen te verwerken en de opbrengsten hiervan te maximaliseren.

(8)

(9)

Inhoudsopgave

1 Theoretisch kader ... 11

1.1 Inleiding ... 11

1.2 Revenue Management in de Luchtvaartindustrie... 11

1.3 Revenue Management bij KLM ... 14

1.4 Een annulering van een vlucht bij KLM ... 17

1.5 Het Passenger Reaccommodation Problem ... 18

1.6 Aanpak Passenger Reaccommodation bij KLM ... 24

1.7 Service aan de passagier na een vluchtannulering ... 28

1.8 Kosten voor KLM na een vluchtannulering... 30

1.9 Vraagstelling... 31

1.10 Overzicht van de hoofdstukken... 33

2 Data analyse ... 35 3 Model ... 39 3.1 Inleiding ... 39 3.2 Verzamelingen... 39 3.3 Kostenfunctie... 41 3.3.1 Vertraging in de aankomsttijd... 42

3.3.2 Rekening houden met de wensen van de passagier ... 44

3.3.3 Service tijdens het wachten... 44

3.3.4 Upgrading en Downgrading ... 45

3.3.5 Voorrang “waardevolle” passagier... 47

3.3.6 Compensatiekosten... 47

3.3.7 Displacementkosten... 48

3.3.8 Grondtransportkosten en kosten andere luchtvaartmaatschappij... 53

3.3.9 Samengestelde kostenfunctie... 53

3.4 MIP Formulering ... 54

4 Oplossingsmethode ... 61

(10)

4.3 Implementatie van het model in CPLEX... 66

4.4 Validatie en verificatie van het CPLEX model ... 67

4.5 Complexiteit en omvang van het Passenger Reaccommodation Problem... 67

5 Analyse... 69

5.2 De huidige aanpak versus het gebruik van een integraal model ... 69

5.2.1 Vergelijking van de kosten... 70

5.2.2 Vergelijking van de wachttijd... 72

5.2.3 Performance van het ILP model ... 76

5.3 Gevoeligheids analyse... 77

5.3.1 De winst aan goodwill bij upgrading... 78

5.3.2 De kosten voor een hotelovernachting... 78

5.3.3 Het verlies aan goodwill per tijdseenheid vertraging uitgedrukt in euro’s .. 79

5.3.4 Conclusie gevoeligheidsanalyse... 80

5.4 Long haul vluchten... 81

6 Conclusies en aanbevelingen ... 83 6.1 Algemene conclusies ... 83 6.2 Aanbevelingen... 86 Dankwoord ... 89 Begrippenlijst ... 91 Afkortingen ... 95 Referenties ... 97

Bijlage A: Revenue Management Model... 101

Bijlage B: Passenger Flow Model ... 103

Bijlage C: Data structuur ... 105

Bijlage D: Geanalyseerde vluchten ... 107

(11)

1 Theoretisch

kader

1.1 Inleiding

Bij KLM kunnen mensen een reis boeken naar bestemmingen over de hele wereld. Het kan echter voorkomen dat KLM een vlucht moet annuleren. Dit kan om verschillende redenen zijn, bijvoorbeeld omdat de weercondities het landen of opstijgen niet toelaten of omdat op de vlucht een ander toestel wordt ingezet met een lagere capaciteit en het aantal boekingen op deze vlucht de nieuwe capaciteit overstijgt. In een dergelijk geval ontstaat er een probleem rondom het vinden van vervangende gelijkwaardige vluchten voor de gedupeerde passagiers. Dit wordt in de literatuur het Passenger Reaccommodation Problem (PRP) genoemd (Clarke, 1999). Om dit probleem op te lossen maakt KLM op dit moment gebruik van een systeem waarin er handmatig naar alternatieven gezocht wordt. In dit onderzoek willen we erachter komen of dit proces (deels) geautomatiseerd kan worden en of het mogelijk en rendabel is om hier Revenue Management technieken bij te gebruiken.

In dit hoofdstuk zal in paragraaf 2 en 3 Revenue Management in de luchtvaart en specifiek bij KLM beschreven worden. Vervolgens wordt een annulering bij KLM gedefinieerd in paragraaf 4 en wordt het PRP dat dan ontstaat en hoe KLM hier mee omgaat beschreven in respectievelijk paragraaf 5 en paragraaf 6. Omdat KLM bij het PRP de service aan de passagier wil optimaliseren en tegelijkertijd de toename in de kosten wil minimaliseren, worden in de paragrafen 7 en 8 respectievelijk de service en de kosten die KLM op dit moment onderscheidt opgesomd. De vraagstelling voor dit onderzoek wordt vervolgens geformuleerd in paragraaf 9. Tot slot wordt in paragraaf 10 een overzicht gegeven van de verschillende hoofdstukken.

1.2 Revenue Management in de Luchtvaartindustrie

Revenue Management heeft zich, sinds de eerste oplossingsmethode werd aangedragen door Littlewood (1972), ontwikkelt tot een onmisbare techniek in de luchtvaartindustrie. Het succes is mede te danken aan de deregulering in de luchtvaart waardoor luchtvaartmaatschappijen te maken kregen met een toename in de concurrentie en op zoek moesten naar opties om hun concurrenten voor te blijven (Filar, 2002). Door Belobaba en Wilson (1997) is aangetoond dat

(12)

Revenue Management zorgt voor een toename in de opbrengst van 2-5% en dat deze toename blijvend is, ook wanneer alle andere luchtvaartmaatschappijen op den duur ook Revenue Management gaan toepassen. Recenter onderzoek toont zelfs een toename in de opbrengst aan van 3-7% (Clarke, 2004).

Revenue Management wordt op veel verschillende manieren gedefinieerd. Zo formuleren Pak en Piersma (2002) het doel van Revenue Management als volgt:

De luchtvaartindustrie is echter niet de enige bedrijfstak waarin Revenue Management wordt toegepast. Andere voorbeelden zijn de televisiebranche (reclame zendtijden), hotelbranche, autoverhuur, spoorwegen en cruisereizen (Pak, Piersma 2002). Om als branche Revenue Management toe te kunnen passen moet het bedrijfsproces aan een aantal condities voldoen (Kimes, 1989):

1. Het bedrijf heeft een vaste capaciteit aan producten die niet gemakkelijk verhoogd kan worden.

2. De klanten moeten in verschillende categorieën in te delen zijn die ieder een ander bedrag over hebben voor hetzelfde product.

3. Het product is maar op één bepaalde tijd geldig en van tijdelijke duur. 4. Het product wordt ver voor deze tijd verkocht.

5. De vraag is onzeker en fluctueert.

6. De marginale kosten voor het verkopen van één extra product zijn laag, terwijl de kosten om de capaciteit te verhogen hoog zijn.

In de luchtvaart wordt Revenue Management toegepast bij het toekennen van het aantal stoelen van een vlucht aan een tariefgroep. Dit wordt in de literatuur aangeduid als het seat inventory control problem (Belobaba, 1989). Voorbeelden van categorieën die de tariefgroep bepalen zijn:

 Vroege boeking.

“Het maximaliseren van de opbrengst die gegenereerd wordt door een gelimiteerde capaciteit aan producten gedurende een tijdsinterval te verkopen aan de juiste klant op het juiste tijdstip en op de

(13)

 Mogelijkheid tot annuleren.  Mogelijkheid tot omboeken.  Een retourvlucht.

 Een zaterdagnacht tussen heen- en terugreis.

Littlewood (1972) geeft als eerste een oplossing voor dit probleem waarin 2 tariefgroepen worden onderscheiden. Hij stelt dat in de lage tariefgroep klanten geaccepteerd moeten worden wanneer geldt dat:

(

1 1

)

1

2 f Pr D p

f ≥ > (1.1)

Waar f1 en f2 respectievelijk het hoge en het lage tarief zijn, D1 de vraag naar stoelen met het hoge tarief weergeeft en Pr(D1> p1) de kans is dat de vraag groter is dan p1 en er dus meer stoelen verkocht kunnen worden dan p1, het aantal beschermde stoelen voor tariefgroep 1. Vergelijking (1.1) stelt dat het aantal beschermde stoelen, p1, zo hoog moet zijn dat de verwachte opbrengst voor één extra stoel lager is dan de prijs voor een stoel in een lagere tariefgroep.

Belobaba (1987; 1989) breidt deze oplossing uit naar een situatie met meerdere tariefgroepen en introduceert de geneste tariefstructuur en de Expected Marginal Seat Revenue (EMSR) methode. Een geneste tariefstructuur houdt in dat het aantal beschikbare tariefstoelen per tariefgroep gelijk is aan het aantal beschermde stoelen voor die tariefgroep plus het aantal beschermde stoelen in alle tariefgroepen daaronder. In figuur 1.1 is deze methode gevisualiseerd. Tevens is in deze figuur te zien wat het effect zou zijn wanneer de tariefgroepen niet genest (ongenest) zijn. In dat geval kunnen de klanten die veel opbrengen alleen het aantal stoelen innemen dat voor hen op basis van de vraagvoorspelling is gereserveerd. De EMSR methode bepaalt het aantal beschermde stoelen voor iedere tariefgroep op basis van de verwachte opbrengst die gegenereerd wordt wanneer er één stoel extra aan een tariefgroep toegekend wordt.

(14)

Ongenest Genest

Beschikbare stoelen Beschikbare stoelen Beschermde stoelen

Figuur 1.1 De tariefstructuur (Sinnema, 2005)

De EMSR methode die Belobaba (1987; 1989) ontwikkelde zoekt naar een optimale oplossing voor het Revenue Management probleem op leg-niveau. Een leg is het traject dat tussen opstijgen en landen zit en op een bepaalde tijd vertrekt en aankomt. Een reis van een passagier kan echter uit meerdere legs bestaan, dit traject wordt de Origin & Destination (O&D) genoemd. Het kan voorkomen dat wanneer er op legniveau geoptimaliseerd wordt een passagier op legniveau niet genoeg opbrengt en dus geen stoel beschikbaar is in die tariefgroep terwijl de totale reis wel genoeg loont. Om dit te voorkomen introduceert Curry (1990) een methode die een optimale stoelverdeling over de tariefgroepen zoekt per O&D.

1.3 Revenue Management bij KLM

Wanneer een klant bij KLM een ticket voor een bepaalde reis wil boeken heet de totale reis de itinerary. Deze itinerary kan uit verschillende O&D’s bestaan, bijvoorbeeld een heen- en een terugreis. In een O&D kan de passagier gebruik maken van verschillende vluchten waarvan maar een gedeelte gevlogen wordt. Ieder gedeelte dat de passagier van eenzelfde vlucht vliegt wordt een segment genoemd. KLM kijkt per O&D van de itinerary of dit ticket nog

Y = 25 stoelen B =40 stoelen M = 30 stoelen H = 20 stoelen Q = 35 stoelen Y = 150 stoelen B = 125 stoelen M = 85 stoelen H = 55 stoelen Q=35 stoelen Y = 25 stoelen B =40 stoelen M = 30 stoelen H = 20 stoelen Q = 35 stoelen

(15)

beschikbaar is. Op basis van de EMSR methode wordt bepaald of een ticket nog beschikbaar is tegen een bepaald tarief. Hiervoor moet KLM de inkomsten weten en de minimale opbrengsten die het nog verwacht wanneer één extra stoel verkocht wordt.

De inkomsten die gegenereerd worden door de verkoop van een O&D zijn gelijk aan het bedrag dat KLM, na aftrek van de variabele passagier gerelateerde kosten, overhoudt van de prijs die de passagier wil betalen voor het ticket. Dit wordt de Passenger Net Value (PNV) genoemd. Deze is verschillend per O&D, subklassen, datum en verkooppunt (Point of Sale, PoS) (Westerhof, 2005). Een subklasse is ondermeer afhankelijk van de cabin waarin de ticket geboekt wordt. De KLM kent twee soorten cabins: de business class en de economy class. Deze cabins zijn weer onderverdeeld in verschillende subklassen die de prijs van het ticket bepalen. De subklasse binnen een cabin wordt bepaald door eigenschappen van het ticket zoals de tijd tussen heen- en terugvlucht en bepaalde voorrechten voor het wijzigen van de vlucht (zie ook paragraaf 1.2).

De minimale prijs die KLM verwacht te krijgen voor het ticket wordt onder meer bepaald aan de hand van een vraagvoorspelling voor iedere leg waaruit de O&D bestaat. Deze wordt de “bidprice” genoemd. De bidprice is gelijk aan de misgelopen inkomsten op een leg wanneer er op deze leg één stoel minder zou zijn. Wanneer deze stoel aan een klant wordt verkocht is dit ook het bedrag waarmee de verwachte inkomsten die KLM nog kan genereren vermindert, doordat deze stoel hierin niet meer meetelt. Er is echter ook een deel van de inkomsten gerealiseerd en dat deel zou dus minimaal de waarde van deze bidprice moeten hebben. De bidprice zou dus gezien kunnen worden als de laagst accepteerbare prijs waartegen deze stoel verkocht mag worden. In feite is de bidprice de schaduwprijs van het Lineair Programmering Model dat opgesteld is voor het Seat Inventory Problem (zie bijlage A). De minimale prijs waartegen KLM verwacht een ticket nog te kunnen verkopen is gelijk aan de som van de bidprices van alle legs waaruit de O&D bestaat (Westerhof, 2005). Dit komt overeen met de aanpak van Curry (1990).

De beslissingsregel die gehanteerd wordt is, dat de PNV groter of gelijk moet zijn aan de som van de bidprices van alle legs waaruit de O&D bestaat. Met andere woorden, de passagier moet voor KLM minstens zoveel opbrengen als ze aan verwachte opbrengsten kwijtraken doordat de passagier een stoel inneemt in het vliegtuig. Het verschil tussen de PNV en deze som van de bidprices wordt de Customer Contribution (CuCo) genoemd.

(16)

Wanneer de CuCo van een klant bepaald is, wordt gekeken in welke bucket deze CuCo valt. Een bucket is een interval van twee waarden voor de CuCo. Aan deze bucket wordt een bepaalde capaciteit stoelen toegekend. Wanneer de bucket waarin de CuCo van de klant valt nog stoelen beschikbaar heeft dan kan het ticket verkocht worden, zoniet dan zal de stoel alleen nog in een duurdere prijsklasse beschikbaar zijn.

Voor iedere vlucht van KLM zijn maximaal 6 buckets voor de business class en maximaal 12 buckets voor de economy class bepaald. Elke bucket heeft een lowerbound voor de CuCo en een upperbound gelijk aan de lowerbound van de volgende bucket. Bij de bucket met de hoogste lowerbound is er geen upperbound. Deze bucket is aan de bovenzijde onbegrensd zodat passagiers met een CuCo groter dan de lowerbound van deze bucket altijd geaccepteerd worden. De grenswaarden van de buckets worden, op basis van de vraagverwachting, door een dynamisch programmeringalgoritme bepaald, zodanig dat de kans dat een klant een ticket kan aanschaffen die goedkoper is dan wat deze klant voor het ticket wilde betalen geminimaliseerd wordt. De beschermde capaciteit (Protected Seats) die aan een bucket wordt toegekend, wordt bepaald volgens de EMSR – methode van Belobaba (1989). De capaciteit wordt volgens de geneste techniek (zoals beschreven in paragraaf 1.2) aan de tariefgroepen beschikbaar gesteld. Of het ticket dat de klant wil boeken nog beschikbaar is wordt bepaald door de capaciteit van de bucket waar de CuCo van deze klant invalt. In deze beschikbare capaciteit is ook de kans meegenomen op een annulering door de passagier of de kans dat de passagier niet op komt dagen (No show). Om ervoor te zorgen dat het vliegtuig niet met lege stoelen vertrekt, worden er daarom meer stoelen verkocht dan er zijn (overboeking). Het aantal stoelen dat verkocht wordt heet de Total Seats For Sale (TSFS) (Westerhof, 2005). Omdat de KLM ook graag wil dat passagiers in de hoogste bucket boeken wordt er ook nog een Sell Up beleid gevoerd. Dit beleid bepaald frameworks waarbinnen de capaciteit stoelen van een bucket mag liggen (een framework geeft een ondergrens en een bovengrens aan). Op basis van tactische beslissingen kan er op deze manier voor gezorgd worden dat klanten die veel willen betalen en vroeg boeken gedwongen worden om in een hogere bucket hun ticket te boeken.

(17)

1.4 Een annulering van een vlucht bij KLM

Een annulering is in feite een wijziging in de dienstregeling (schedule change). Doordat de vlucht niet of later vliegt is de oude dienstregeling niet meer van kracht. De reden van een annulering kan uiteenlopen van slecht weer tot een defect aan het vliegtuig. Ook stakingen van het cabine/cockpit personeel of personeel op een vliegveld kunnen een reden zijn om een vlucht te annuleren. De verschillende oorzaken van een schedule change zijn door KLM onderverdeeld in drie groepen die de “trigger” genoemd worden van de schedule change: 1. Een Adhoc Schedule Message (ASM). Dit zijn alle vluchten die een eenmalige schedule

change doorgevoerd krijgen.

2. Een Structural Schedule Message (SSM). Dit zijn alle vluchten waarvoor een structurele schedule change doorgevoerd wordt. Dit kan bijvoorbeeld het besluit zijn om een vlucht voorgoed op te heffen of om een vlucht in het vervolg 5 minuten later te laten vliegen. 3. Een Low Load Telex (LLT). Dit zijn alle vluchten waarvan het aantal verkochte stoelen

zodanig laag is dat het KLM alleen maar geld kost om deze vlucht uit te voeren. In een dergelijk geval wordt de vlucht geannuleerd.

Voor de verschillende schedule changes zijn er vier type wijzigingen te onderscheiden (type of schedule change):

1. Time change: De vlucht wordt op een ander tijdstip gevlogen. Dit kan bijvoorbeeld door een vertraging komen of door een structurele wijziging in de dienstregeling. In het geval van een time change hoeven alleen de passagiers omgeboekt te worden die door de tijdswijziging een aansluiting missen op de plaats van bestemming of de passagiers die vanaf een andere vlucht (incoming flight) moesten overstappen op de gewijzigde vlucht en deze niet meer kunnen halen.

2. Cancellation: In dit geval wordt een gehele vlucht uit de dienstregeling genomen en moet er dus voor alle passagiers van deze vlucht een alternatief gevonden worden.

3. Equipment Change: Door op een vlucht een ander type vliegtuig in te zetten kan het dat de nieuwe capaciteit niet meer in het aantal reeds geboekte stoelen kan voorzien. Dit betekent dat maar een deel van de passagiers omgeboekt dient te worden. In dit geval worden de passagiers die het minste opbrengen voor KLM van de vlucht gehaald en omgeboekt.

(18)

4. Overboeking: Om te voorkomen dat het vliegtuig door annuleringen en No shows met lege stoelen moet vertrekken worden er meer stoelen verkocht dan het vliegtuig in werkelijkheid heeft. Wanneer er echter meer passagiers op komen dagen voor de vlucht dan het aantal stoelen in het vliegtuig dan kan er een aantal passagiers niet meegenomen worden. Mocht er niemand vrijwillig (tegen een vergoeding) afstand willen doen van zijn/haar stoelreservering dan moeten er passagiers geweigerd worden door KLM. In dit geval wordt gekozen voor passagiers die het minste opbrengen voor KLM.

1.5 Het Passenger Reaccommodation Problem

Ondanks alle voorzorgsmaatregelen die vliegtuigmaatschappijen nemen worden er toch regelmatig vluchten geannuleerd. In alléén de Verenigde Staten werd in 2005 bijvoorbeeld 2% van het totale aantal vluchten geannuleerd. In figuur 1.2 is de frequentie van het aantal annuleringen per jaar in de Verenigde Staten en het percentage annuleringen ten opzichte van het totale aantal uitgevoerde vluchten af te lezen.

Opvallend is de terugval in de frequentie en het percentage annuleringen na 2001. Na de terroristische aanslagen op 11 september 2001 in de VS is de vraag naar vliegverkeer over de hele wereld gedaald (Ito, Lee, 2004). De lagere vraag zou een verklaring kunnen zijn voor een lager totaal aantal vliegbewegingen en doordat er minder vliegbewegingen worden gemaakt is het rustiger op de vliegvelden en hebben deze minder last van congestie. Congestie is vaak een reden voor veel annuleringen (Clarke, 1998) en zou dus een verklaring kunnen zijn voor de terugval in de frequentie en het percentage annuleringen na 2001. Rupp en Holmes (2005) vinden ook een positief verband tussen het percentage geannuleerde vluchten en het aantal vliegbewegingen wat deze bewering dus ondersteunt.

(19)

Het Passenger Reaccommodation Problem, Versie 3.1, 6 maart 2007 19 (a) (b) 0.0% 1.0% 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 0 50000 100000 150000 200000 250000 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Figuur 1.2: (a) Percentage geannuleerde vluchten per jaar in de VS;

(b) Aantal geannuleerde vluchten per jaar in de VS Bron: Bureau of Transportation Statistics 2006

Door een vluchtannulering wordt het schema, waarvoor met mathematische modellen een zo goed mogelijk vliegrooster bepaald is, verstoord. Luchtvaartmaatschappijen willen in een dergelijk geval zo snel mogelijk het oorspronkelijke vliegschema weer intact brengen. Na de annulering van een vlucht ontstaan er eigenlijk drie problemen (Clarke, 2005; Lettovsky, 1997): 1. Aircraft Rerouting Problem.

2. Crew Recovery Problem.

3. Passenger Reaccommodation Problem.

De eerste twee problemen houden zich bezig met het minimaliseren van het aantal annuleringen en vertragingen in het vliegschema. Een annulering werkt namelijk door in het vliegschema en kan een hele reeks vertragingen of annuleringen tot gevolg hebben. De algoritmes die voor deze problemen zijn ontwikkeld hebben verschillende doelfuncties maar

(20)

hebben het zelfde einddoel, namelijk: zoeken naar een set van vertragingen en of annuleringen waarmee het oude vliegschema zo snel mogelijk hersteld kan worden. Bij het Passenger Reaccommodation Problem (PRP) is de beslissing over het aantal annuleringen en vertragingen al gemaakt en wordt gezocht naar een set van alternatieve routes waarmee de passagiers van een geannuleerde vlucht alsnog op hun plaats van bestemming kunnen komen (Clarke, 1995; Lettovsky, 1997).

De eerste onderzoeken naar de problematiek rondom het annuleren en/of vertragen van een vlucht hielden zich alleen bezig met het vinden van een set annuleringen en/of vertragingen die een verstoring in het vluchtschema zo snel mogelijk konden herstellen. Dat wil zeggen dat door een incident (weer, personele problemen etc.) het originele vluchtschema niet uitgevoerd kan worden. Er zullen dus vluchten geannuleerd moeten worden. De luchtvaartmaatschappij kan echter nog de rendabele vluchten door laten gaan en de minder rendabele vluchten hiervoor opofferen en annuleren. Hierbij werd wel gezocht naar een oplossing waarvoor de totale vertraging geminimaliseerd werd. Teodorovic en Guberinic (1984) zijn één van de eersten die dit probleem behandelen en een oplossingsmethode geven die de totale vertraging minimaliseert. Zes jaar later komen Teodorovic en Stojkovic (1990) met een uitgebreidere oplossingsmethode waarin een aantal nieuwe variabelen meegenomen is. Jarrah, Yu, Krishnamurthy en Rakshit (1993) zijn de eersten die aan de vertragingen en annuleringen kosten koppelen. Zij ontwikkelen een model waarin, voor het bepalen van de kosten, een koppeling gemaakt wordt met:

 Het aantal passagiers op de vlucht.

 Het aantal passagiers op de vlucht met een aansluitende vlucht.

Lettovsky (1997) is de eerste die het PRP beschrijft en er een oplossing voor geeft. Hij beschouwt alle drie hiervoor genoemde problemen die ontstaan na een onregelmatigheid in het vliegschema. Hij gebruikt voor het oplossen van deze problemen de decompositie theorie voor Mixed Integer Programming Problems die ontwikkeld is door Benders (1962). Hierin wordt eerst een hoofdprobleem opgelost en wordt met deze oplossing gekeken of de subproblemen een toegelaten oplossing kunnen genereren. Wanneer geen toegelaten oplossing gevonden wordt, wordt een extra voorwaarde aan het hoofdprobleem toegevoegd (“de Benders Optimality Cut”) die ervoor moet zorgen dat de gevonden oplossing uit de oplossingsruimte geschrapt wordt. Het hoofdprobleem dat Lettovsky beschouwt, is om een set van annuleringen en vertragingen te vinden. Vervolgens worden het Aircraft Rerouting

(21)

Problem en Crew Recovery Problem als subproblemen opgelost. Tot slot wordt met behulp van het Passenger Flow Model gekeken wat de opbrengsten zijn die de luchtvaartmaatschappij overhoudt na een herallocatie van de passagiers. Passagiers die in de herallocatie niet meer passen worden als gemiste inkomsten geteld en dus niet meegeteld in de opbrengst die overblijft. Hiervoor is een Lineair Programmering Probleem opgesteld en een duaal hiervan geformuleerd (zie bijlage B). Hoewel dit ook een subprobleem is, genereert dit probleem altijd een toegelaten oplossing omdat er een optie wordt meegenomen waarin de passagier niet verder vliegt en voor een andere luchtvaartmaatschappij kiest. Het model houdt echter geen rekening met het verlies aan goodwill en de passagier gerelateerde kosten die de luchtvaartmaatschappij oploopt door de annulering.

Clarke, Lettovsky, Sylla en Walker (1999) geven een oplossing voor het PRP die goed aansluit op de wijze waarop op dat moment naar een alternatief voor passagiers van een geannuleerde vlucht gezocht wordt. Zij bouwen verder op het Passenger Flow Model (PFM) van Lettovsky (1997). In hun onderzoek willen ze namelijk een oplossing aandragen voor het PRP die de kosten voor de luchtvaartmaatschappij minimaliseert. Dit is echter niet het doel van het PFM, want deze is door Lettovsky ontwikkeld om een indicatie te kunnen geven van het effect van een annulering op de extra kosten, maar hield geen rekening met de uitvoerbaarheid van het oplossingsproces. Clarke et al (1999) onderscheiden vier alternatieven voor het oplossen van het PRP:

1. Een prioriteitenlijst opstellen op basis van wat de passagier waard is voor de luchtvaartmaatschappij en vervolgens toewijzen aan de beschikbare stoelen op een alternatieve vlucht uit het systeem.

2. Genereren van alternatieve itineraries voor de passagiers van een geannuleerde vlucht met behulp van een efficiënt Kortste Pad algoritme om vervolgens de passagiers met de hand om te boeken.

3. Station Based Passenger Reaccommodation. Hierbij wordt de trade off meegenomen tussen passagiers met verschillende itineraries. De passagiers met dezelfde itineraries worden als één soort flow beschouwd.

4. System Wide Passenger Reaccommodation. Hierbij wordt de trade off meegenomen tussen alle passagiers. Iedere boeking wordt dus apart beschouwd.

(22)

Zij identificeren echter ook een aantal problemen, dat veroorzaakt wordt doordat het totale netwerk niet onder één luchtvaartmaatschappij valt. Hierdoor is niet alle informatie gemakkelijk toegankelijk omdat het vaak om gevoelige informatie gaat.

Bratu en Barnhart (2004) ontwikkelen de “Passenger Delay Calculator” die de vertragingen van passagiers achteraf kan schatten. Dit is belangrijk omdat deze gegevens vaak niet goed worden bijgehouden door luchtvaartmaatschappijen. Om deze schatting te kunnen maken hebben zij een stappenplan ontwikkeld dat een luchtvaartmaatschappij kan volgen om voor de passagiers van een geannuleerde vlucht een alternatief te zoeken. Het toewijzingsproces bestaat uit 4 stappen:

1. Allereerst worden de passagiers gezocht die de geannuleerde vlucht in hun schema hebben zitten.

2. De passagiers worden nu gesorteerd volgens het beleid van de luchtvaart maatschappij waaronder:

a. Toewijzen in de volgorde van First Disrupted First Recovered. Dit houdt in dat de eerste gestrande passagiers ook als eerste een alternatief krijgen.

b. Toewijzen op basis van de betaalde prijs voor het ticket. De passagiers met de duurste tickets worden dan als eerste geholpen.

c. Toewijzen in volgorde van hun Frequent Flyer Program (FFP) status.

3. In deze stap worden alternatieve vluchten gezocht en in twee lijsten geplaatst. De eerste lijst bestaat uit directe vluchten en de tweede lijst uit vluchten via een andere luchthaven. Beide lijsten worden gesorteerd op aankomsttijd. Vervolgens wordt voor de passagiers van een geannuleerde vlucht een alternatief gezocht uit deze lijsten.

4. Passagiers met een vertraging langer dan 15 uur krijgen een alternatief aangeboden via een tweede luchtvaartmaatschappij.

Nadeel van dit stappenplan is dat het puur op de vertraging van de passagiers is gericht en geen rekening houdt met de kosten voor de luchtvaartmaatschappij. Daarnaast houdt dit model (en de modellen die hiervoor zijn ontwikkeld) geen rekening met de groepsgrootte van een boeking en passagiers worden per persoon behandeld in plaats van per boeking. Op deze manier laten deze methodes dus toe dat een boeking over verschillende alternatieven verder vervoerd wordt. Clarke (2005) stelt voor om het Passenger Reaccommodation Problem als een

(23)

multi-commodity network flow problem op te lossen over een time-space network waarmee hij de eerste is die de omvang van een boeking meeneemt. Hiervoor wordt:

 Iedere groep passagiers als een verschillende commodity geformuleerd.  Iedere alternatieve vlucht itinerary in een kolom gezet.

De mathematische formulering die hij voor het probleem ontwikkelt, is gelijk aan het PFM van Lettovsky (1997) met twee kleine verschillen. Namelijk de duaal wordt niet gebruikt en de beslissing over het annuleren van een vlucht is al genomen:

Max:

∑ ∑

∈I ∈ i p P(i) ip iX f (1.2) Zodanig dat: f I i p P(i) ip if X ≤CAP

∑ ∑

∈ ∈

α

∀f ∈F (1.3) i ) i ( P p ip PAX X ≤

∑

∈ I i∈ ∀ (1.4) 0 X_ip ≥ ∀i,p (1.5) Betekenis variabelen ip

X Aantal passagiers van itinerary i dat herboekt wordt op O&D p

F Set van alle legs van het vluchtschema

I

Set van alle mogelijke alternatieve legs

P Set van alle toegestane O&D’s in het residual netwerk

i

P Subset van de O&D’s die toegestaan zijn voor itinerary i

i

f De waarde van de passagier op itinerary i voor de luchtvaartmaatschappij

f

CAP De capaciteit van het vliegtuig op leg f

i

PAX Het aantal passagiers dat in totaal een boeking heeft voor itinerary i

if

α

Gelijk aan 1 wanneer leg f in itinerary i zit en 0 elders

De oplossingsmethode die hij voor dit probleem ontwikkelt, bouwt verder op zijn onderzoek uit 1999 en bestaat uit 4 afzonderlijke stappen:

1. Passenger Review – Vaststellen welke passagiers de geannuleerde vlucht in hun itinerary hebben.

(24)

2. Passenger Aggregation – Passagiers met gelijke bestemming samenvoegen tot één commodity.

3. Itinerary Generation – Vaststellen van de kortste “toegestane” paden naar de bestemming. 4. Seat Allocation – Vaststellen van de optimale stoel toewijzing met gebruik van een greedy

heuristiek of een optimaliseringmodel. Dit model wordt verder niet gegeven.

Het nadeel van deze methode is dat de boekingen met gelijke bestemmingen door de Passenger Aggregation (stap 2) als één groep gezien worden en er dus niet O&D’s gebruikt kunnen worden met een lagere capaciteit dan deze groep. Hierdoor kunnen O&D’s met voldoende capaciteit voor een afzonderlijke boeking maar niet voldoende capaciteit voor de totale groep van passagiers met dezelfde bestemming niet gebruikt worden.

Ball (2006) bespreekt in zijn artikel een soortgelijk model als dat van Clarke maar definieert alleen de doelfunctie anders. Hij neemt namelijk niet de waarde van de passagier voor de luchtvaartmaatschappij maar hij minimaliseert de totale vertraging van de passagiers. Hij stelt echter ook voor om het probleem op te lossen als een multi-commodity network flow problem.

1.6 Aanpak Passenger Reaccommodation bij KLM

De aanpak van het Passenger Reaccommodation Problem bij KLM is gelijk aan de techniek zoals Bratu en Barnhart (2004) deze beschrijven met de uitzondering dat KLM de passagiers per Passenger Name Record (PNR) beschouwt. Dit is het record waarin het verkooppunt (Point of Sale, PoS), het aantal passagiers, het soort passagier, de naam van de passagier, de segmenten die gevlogen worden door de passagiers en een uniek nummer opgeslagen worden. De passagiers van hetzelfde PNR dienen met hetzelfde vliegtuig te reizen en kunnen dus niet omgeboekt worden naar verschillende vluchten. Deze restrictie is niet altijd noodzakelijk en het is het overwegen waard om deze te laten vallen. In veel gevallen is het echter wel zeer wenselijk om aan deze restrictie te voldoen omdat het bijvoorbeeld niet verantwoord is om een kind van zijn ouders te scheiden.

De doelstelling die KLM hanteert bij het omboeken van haar passagiers is om in eerste instantie de extra kosten te beperken en tegelijkertijd te zoeken naar een oplossing waarin de

(25)

passagier zo min mogelijk vertraging oploopt en een boeking niet opgesplitst wordt. Een passagier op een latere vlucht rebooken terwijl er eerder ook een stoel vrij was, wordt op dit moment niet overwogen.

Indien een vlucht geannuleerd wordt moet bepaald worden welke PNR’s deze vlucht of een segment van deze vlucht in een O &D van hun itinerary hebben zitten. De O&D kan namelijk de gehele vlucht bevatten of alleen een segment. In beide gevallen dient er een alternatief voor de passagier gezocht te worden wanneer de vlucht geannuleerd wordt.

Wanneer vastgesteld is welke PNR’s omgeboekt dienen te worden, wordt voor iedere PNR aan de hand van een aantal eigenschappen gekeken wat de waarde van deze PNR is voor KLM. Op basis daarvan wordt de PNR in een cluster ingedeeld die de volgorde bepaalt waarin voor de PNR’s naar een alternatief zal worden gezocht. KLM maakt hiervoor eerst een categorisering van 6 groepen passagiers (de Pax Priorities, PP):

PP 1. Business class passagiers; Passagiers die deelnemen aan het FFP. PP 2. Passagiers met een handicap; kleine kinderen.

PP 3. High yield economy class. Dit zijn de zakelijke passagiers van de economy class. Deze passagiers leveren relatief meer op voor de KLM dan de gemiddelde vakantieganger. PP 4. Award Pax. Dit zijn passagiers die hun FFP punten aan het “burnen” zijn. Deze

passagiers hebben punten gespaard in hun FFP en daarmee hun ticket bekostigd. Financieel brengen deze passagiers dus direct niets op voor KLM.

PP 5. Medium/low yield economy class passagiers en passagiers die hun ticket met Air miles bekostigd hebben. De airmiles passagier brengt net als de Award Pax niet

direct iets op voor de KLM. PP 6. Agent / Interline.

Na deze eerste categorisering worden de passagiers op volgorde van deze PP-lijst verdeeld over vijf clusters waarin nog gekeken wordt of de PNR een netto fare (een ticketprijs met speciale kortingen en extra service die bij sommige grote deals met bedrijven gegeven worden) of een bruto fare (de ticketprijs die je ook op de KLM website krijgt) heeft betaald:

Cluster A. PP 1-3 met een netto fare. Cluster B. PP 1-3 met een bruto fare. Cluster C. PP 4.

(26)

Cluster E. PP 5-6 met een bruto fare.

Binnen de clusters vindt geen rangschikking plaats en wordt er voor de PNR’s gewoon op alfabet van de PNR eigenaars een alternatief gezocht. Dit betekent dat een passagier die eerder in PP3 was ingedeeld toch nog voorrang kan krijgen op een passagier uit PP1, simpelweg omdat deze een achternaam heeft die begint met een letter die eerder in het alfabet voorkomt.

De alternatieve vluchten worden ook in verschillende clusters opgedeeld en per cluster wordt per PNR een keuze gemaakt tussen de beschikbare alternatieven op basis van de aankomsttijd van het alternatief:

1. Een alternatief dat uitgevoerd kan worden door een luchtvaartmaatschappij uit de KLM groep.

2. Een alternatief waarbij een gedeelte over de grond wordt gereisd om vervolgens een alternatieve vlucht te vliegen van KLM die vanaf een luchthaven in de buurt vertrekt. 3. Een alternatief waarbij de passagier voor een deel gebruik maakt van een

luchtvaartmaatschappij waarmee KLM een Special Pro Rate Agreement (SPA) heeft. Met vluchten van deze luchtvaartmaatschappijen kan KLM, indien er stoelen beschikbaar zijn, tegen een afgesproken prijs haar passagiers mee laten vliegen.

4. Een alternatief waarbij de passagier de gehele reis met een andere luchtvaartmaatschappij aflegt. Deze optie wordt alleen overwogen in uitzonderlijke gevallen en alleen voor passagiers uit de hoogste twee clusters.

De beschikbaarheid van de alternatieven is afhankelijk van de Total Seats For Sale (TSFS) en niet van het fysieke aantal stoelen in het vliegtuig. Dit betekent dat er nog een risico op overboeking is. Op dit moment kan de passagier op zijn alternatieve vlucht ook nog geweigerd worden omdat er overboeking is. Er wordt echter op dit moment door KLM overwogen om een passagier die al van een geannuleerde vlucht omgeboekt is niet meer te weigeren in het geval van overboeking. De PNR hoeft in de alternatieve vlucht niet een stoel te krijgen van dezelfde subklasse als waar het oorspronkelijke ticket in geboekt was. Dat een PNR op de alternatieve vlucht in een andere cabin wordt geplaatst (upgrading of downgrading) komt echter zelden voor.

(27)

De passagiers worden cluster voor cluster omgeboekt. Afhankelijk van het cluster worden hiervoor alternatieven overwogen die een vertrek hebben op dezelfde dag (cluster A en B), die een vertrek hebben tot maximaal één dag later (cluster C en D) en die een vertrek hebben tot maximaal twee dagen later (cluster E). In sommige gevallen worden ook vluchten overwogen die eerder vertrekken.

Bij het zoeken naar een alternatief waarbij gebruik wordt gemaakt van een tweede luchtvaartmaatschappij wordt getracht om de passagier zo lang mogelijk met de eigen luchtvaartmaatschappij te laten vliegen en wordt daarnaast gekozen voor het alternatief dat zo goedkoop mogelijk is. Dit betekent indirect dat passagiers in eerste instantie, indien beschikbaar, een alternatief zullen krijgen dat gebruik maakt van een alliantie partner uit het Sky Team omdat hier de goedkoopste overeenkomsten mee afgesloten zijn. De beschikbaarheid van een alternatief via een andere luchtvaartmaatschappij moet telefonisch achterhaald worden. Het zoeken van een alternatief waarbij (deels) gebruik wordt gemaakt van een andere luchtvaartmaatschappij gebeurt handmatig met behulp van een matrix waarin alle kosten staan. Ervaringen uit het verleden spelen bij deze beslissing een grote rol. Wanneer een annulering van een vlucht namelijk vaker voorkomt weet men op een gegeven moment welke alternatieven reëel zijn. Over het algemeen worden alternatieven met een concurrent als Lufthansa uitgesloten. Met deze luchtvaartmaatschappijen heeft KLM dan ook geen SPA. In noodgevallen is echter alles een alternatief en dus zal in extreme gevallen voor een business class passagier toch dit alternatief ook meegenomen worden.

Wanneer een alternatief gevonden is voor een PNR wordt deze direct omgeboekt omdat, wanneer er gewacht wordt tot er voor iedere PNR een alternatief is, het systeem nog kan wijzigen en stoelen dubbel toegewezen zouden kunnen worden of in de tussentijd al geboekt zijn.

Het omboeken van de passagiers van een geannuleerde vlucht wordt op dit moment door een programma in een korte tijd uitgevoerd. Het zoeken naar een alternatief gebeurt handmatig en dit gaat PNR voor PNR, waarbij dus niet wordt overwogen of het omdraaien van een prioriteitsvolgorde een gunstigere toewijzing tot gevolg zou kunnen hebben. Het resultaat wordt vervolgens gecommuniceerd naar de eigenaar van het PNR. Dit is meestal een reisagent die weer contact opneemt met de passagier. Op dat moment kunnen zijn/haar persoonlijke

(28)

wensen nog een reden zijn om een ander alternatief te zoeken. Dit speelt dan echter tussen reisagent en passagier en KLM heeft hier verder niets meer mee te maken.

Het omboeken gaat vanuit het Operations Control Centre (OCC) op Schiphol. Wanneer de vlucht echter korter dan één dag voor vertrek wordt geannuleerd, is de lokale vertegenwoordiger van KLM op de luchthaven verantwoordelijk voor het omboeken van de passagiers. Voor een aansluitende vlucht zou het echter weer wel langer dan een dag voor vertrek bekend kunnen zijn dat deze passagier de vlucht niet meer kan halen. Het omboeken van de aansluiting is dan weer wel de verantwoordelijkheid van het OCC.

Omdat de wensen van de passagier de keuzevrijheid voor een alternatief kunnen beperken, wil KLM in de toekomst meer gaan overleggen met de passagier over het omboeken. Een PNR is echter vaak van een reisbureau en de contactgegevens van de passagier zijn dus niet altijd bekend bij KLM. Hierdoor fungeert het reisbureau vaak als tussenpersoon waardoor het overleg moeizaam verloopt. Dit betekent dat het bellen vaak een tijdrovend proces is en dus wil KLM deze service alleen aan haar belangrijke klanten leveren. Dit zijn de klanten die het meeste waard zijn voor KLM. Een beleid is hiervoor nog niet ontwikkeld maar een mogelijkheid zou kunnen zijn dat overleg alleen voorkomt met passagiers uit de clusters A en B. Op dit moment loopt er een aantal proeven bij KLM maar resultaten hiervan zijn nog niet bekend.

1.7 Service aan de passagier na een vluchtannulering

KLM wil bij het omboeken van de passagiers een zo hoog mogelijke service bieden aan de passagier en in eerste instantie aan de zakelijke passagier. Het is dus belangrijk om te weten hoe deze service bepaald wordt en hoe deze gekwantificeerd kan worden. Het is duidelijk dat wanneer een vlucht wordt geannuleerd de klant de service niet als positief zal waarderen. In dit onderzoek wordt echter alleen gekeken naar de service die de passagiers krijgen nadat de annulering heeft plaats gevonden omdat de annulering op zich al een feit is en niet veranderd kan worden. Deze service is onder te verdelen in vier aspecten:

1. De vertraging in de aankomsttijd. De passagier wil graag zo snel mogelijk op zijn bestemming aankomen en de aankomsttijd is dan ook belangrijk en moet zo dicht mogelijk liggen bij de oorspronkelijke aankomsttijd. Onderzoek (Mitra, 2001) toont zelfs aan dat op tijd op de plaats van bestemming aankomen het belangrijkst is in de service aan de passagiers.

(29)

2. Er dient bij het omboeken zoveel mogelijk overlegd te worden met de passagier en rekening worden

gehouden met zijn/haar wensen. De passagier die omgeboekt moet worden heeft veelal

persoonlijke wensen ten aanzien van de tijd waarop de vlucht dient plaats te vinden. Wanneer de passagier bijvoorbeeld vliegt voor een zakelijke afspraak kan een veel latere vlucht een probleem vormen. Aan de andere kant zou voor een vakantiereiziger een eerdere vlucht niet mogelijk kunnen zijn omdat de passagier dan bijvoorbeeld nog verplichtingen heeft op zijn/haar werk. Het aantal vluchten waaraan de passagier toegekend kan worden wordt hierdoor dus beperkt.

3. De service die de passagier geboden wordt tijdens het wachten op het vertrek van zijn/haar alternatieve

vlucht. Bij een lange wachttijd kan KLM de passagier bijvoorbeeld een hotelovernachting of

een avond maaltijd aanbieden. KLM kent hier echter niet een eenduidig beleid in behalve dan binnen Europa waar het in de regelgeving voor luchtvaartmaatschappijen is opgenomen. Wanneer de luchthaven van vertrek zich in een lidstaat van de EU bevindt is deze vorm van compensatie door de uitvoerende luchtvaartmaatschappij vanaf een bepaalde vertragingsduur namelijk verplicht gesteld (verordening EG, nr. 261/2004, 2004).

4. Upgrading en Downgrading. De passagier zou, hoewel dit ongebruikelijk is, op de alternatieve vlucht in een hogere klasse vervoerd kunnen worden en dit zou dan gezien kunnen worden als een verbetering van de service. Wanneer de passagier echter in een lagere klasse vervoerd wordt is er sprake van een verlies aan service.

Op dit moment heeft KLM alleen de eerste drie service aspecten verwerkt in haar rebookingsysteem door de prioriteiten volgorde en het selecteren op aankomsttijd van de alternatieve vluchten. De verbetering van de service doordat een passagier in een hogere klasse vervoerd wordt dan waar deze recht op had (upgrading), wordt op dit moment echter nog niet meegenomen in het besluit om iemand om te boeken. Dit zou echter, zoals hierboven beschreven, wel gezien kunnen worden als een service aspect.

Door de prioriteitenvolgorde die KLM aanbrengt in het rebookingproces krijgen sommige passagiers voorrang op andere passagiers. Deze voorrangsregel is gekoppeld aan het door de passagier betaalde tarief voor het ticket. Hierdoor hebben meerbetalende passagiers als het ware een voorkeursbehandeling en dus een betere service dan minderbetalende passagiers. Dit is een vereiste van KLM voor het rebookingproces.

(30)

1.8 Kosten voor KLM na een vluchtannulering

Naast het gegeven dat KLM de service zo hoog mogelijk wil houden, wil ze ook haar kosten minimaliseren. Hier komt in het huidige boekingsproces ook de wens vandaan dat er eerst naar een alternatief met KLM gezocht moet worden, dan met een Sky Team Partner en als laatste mogelijkheid naar een alternatief met een andere carrier. Dit laatste is namelijk de duurste mogelijkheid.

Voor het omboeken van passagiers zijn twee verschillende vormen van fysieke kosten voor KLM te onderscheiden:

1. Compensatiekosten. Wanneer een passagier niet terecht kan op zijn vlucht door annulering

dan wordt hem het recht op boarding ontzegd. In dat geval zou de passagier recht kunnen hebben op financiële compensatie. Of de luchtvaartmaatschappij deze moet betalen is afhankelijk van de reden van de annulering. De luchtvaartmaatschappij hoeft deze kosten namelijk alleen te betalen wanneer de annulering door hen veroorzaakt is en de luchthaven waarvandaan gevlogen wordt in de Europese Unie (EU) ligt. Wanneer een vlucht uit overmacht geannuleerd wordt door de luchtvaartmaatschappij of het een vertrek van een luchthaven buiten de EU betreft, hoeft zij deze kosten niet te betalen en heeft de passagier geen recht op compensatie. Deze boetekosten komen uit een verordening van de EU (EG, nr. 261/2004, 2004). Anno 2006 is de regeling reeds twee jaar ingetreden maar blijkt dat luchtvaartmaatschappijen zoveel mogelijk deze regeling proberen te ontduiken (www.nu.nl, 2006). KLM heeft deze verordening echter wel in haar vervoersvoorwaarden opgenomen en heeft ook een regeling getroffen voor passagiers die geen aanspraak kunnen maken op deze verordening. Toch heeft de KLM de regeling veroordeeld en in haar jaarverslag (2004 - 2005) staat: “Merkwaardig is dat luchtvaart maatschappijen nauwelijks een

beroep kunnen doen op overmacht, bijvoorbeeld bij slecht weer. Om die reden spande IATA een gerechtelijke procedure aan. KLM ondersteunt deze.”

2. Grondtransportkosten en kosten andere luchtvaartmaatschappij. Indien een passagier over de grond

naar een andere vlieghaven vervoerd wordt waarvandaan een vlucht naar zijn bestemming vertrekt, worden er kosten gemaakt voor dit vervoer. Wanneer een passagier op zijn alternatieve vlucht gebruik moet maken van een andere luchtvaartmaatschappij is hiervoor een prijs vastgelegd in de Pro Rate Agreement.

(31)

Naast deze fysieke kosten willen we in dit onderzoek ook kijken wat voor een effect het heeft als we het verlies aan opbrengsten meenemen dat KLM heeft doordat de stoel die de passagier van de geannuleerde vlucht als alternatief aangeboden krijgt niet meer verkocht kan worden. Deze stoel had nog een verwachte opbrengst voor KLM maar doordat er nu een passagier op zit zal de stoel niet meer verkocht kunnen worden. Deze gemiste inkomsten worden displacement kosten (DC) genoemd. Dit begrip wordt ook gebruikt in het groepsboeking systeem van KLM dat op dit moment nog in ontwikkeling is (Hennen, 2006). De opbrengsten die KLM misloopt volgen uit het Revenue Management systeem dat in paragraaf 3 van dit hoofdstuk beschreven is. De KLM is echter sceptisch over het meenemen van deze kosten omdat zij ook rekening moeten houden met de passagier en deze niet eindeloos willen laten wachten.

1.9 Vraagstelling

De literatuur heeft pas sinds het eind van de jaren negentig aandacht besteed aan het PRP. De allereerste onderzoeken keken vooral naar de problematiek die na een annulering ontstaat rondom het hertoewijzen van vliegtuigen aan vluchten en het herroosteren van personeel. Het PRP wordt daarin wel genoemd maar er wordt geen oplossing aangedragen. Recenter onderzoek houdt zich wel bezig met het omboeken van de passagiers nadat de beslissing voor de annulering genomen is. Hierin is echter een aantal zaken niet beschouwd:

 Er wordt in de modellen alleen de totale vertraging van de passagiers in ogenschouw genomen of de opbrengst van de passagier. Er is geen model dat dit samen beschouwt.  In de modellen die tot nu toe ontwikkeld zijn worden boekingen aan routes met een O&D

gekoppeld. Doordat verschillende routes dezelfde legs als onderdeel van hun route kunnen bevatten is er echter sprake van afhankelijkheid in de capaciteit.

 De displacementcost (DC) van de rebooking worden nergens meegenomen.

De aanpak van het PRP bij KLM heeft daarnaast een aantal punten waarop uit een kostenoogpunt winst behaald zou kunnen worden:

 KLM houdt net als de eerder ontwikkelde modellen geen rekening met de DC. Passagiers worden op dit moment na een vluchtannulering gewoon op de eerstvolgende vlucht waar een lege stoel is omgeboekt en er wordt niet gekeken naar de inkomsten die KLM misloopt door het plaatsen van de passagiers op die vlucht. Het zou echter kunnen dat de

(32)

kosten voor KLM lager zijn wanneer een passagier met een latere vlucht mee gaat. Dit zou echter wel ten koste kunnen gaan van de service die KLM aan de klant biedt.

 De priority list en de daaruit voortkomende clustering uit paragraaf 1.6 heeft de beperking dat er geen uitzonderingen op de regel gemaakt kan worden. Wanneer er bijvoorbeeld een boeking van zes personen goedkoop omgeboekt kan worden naar een vlucht maar er een boeking is van één persoon die voorrang heeft en de beschikbare capaciteit van zes stoelen op deze vlucht terugbrengt naar vijf dan zou het voordeliger kunnen zijn om deze passagier met voorrang toch nog wat langer te laten wachten.

 De boekingen die op basis van de priority list uit paragraaf 1.6 één voor één worden omgeboekt worden binnen de clusters op alfabet geholpen. Dit betekent dat passagiers met een achternaam beginnende met een Z bij een annulering altijd het slechtst er vanaf komen.

 Er wordt niet voor alle passagiers een alternatief tot twee dagen later beschouwd, terwijl dit eventueel wel een kostenreductie zou kunnen opleveren.

De vraag die we met dit onderzoek willen beantwoorden luidt dan ook:

De service en de kosten staan gedefinieerd in de paragrafen 7 en 8. In hoofdstuk 3 is aangegeven welke componenten hiervan meegenomen zijn in het in dit onderzoek ontwikkelde model en is de wijze waarop deze kosten en service gemeten worden geformuleerd. Hierbij willen we in de kosten ook de DC meenemen. We zullen echter kritisch moeten kijken naar het effect van het meenemen van deze kosten op de vertraging in de reis van de passagiers. Deze mag niet substantieel toenemen doordat deze kosten ook afgewogen worden. Daarnaast willen we kijken of er wellicht een mogelijkheid is om het hertoewijzen van de passagiers, dat nu handmatig gebeurt, (deels) te automatiseren.

Hoe kan het proces van het toewijzen van alternatieve vluchten aan passagiers van een geannuleerde vlucht gemodelleerd en opgelost worden, zodanig dat de extra kosten die KLM maakt door de hertoewijzing zo laag mogelijk blijven en zonder dat dit zorgt voor een onacceptabele daling

(33)

1.10 Overzicht van de hoofdstukken

In het volgende hoofdstuk zal de data die in het onderzoek gebruikt is beschreven worden. Vervolgens is er in hoofdstuk 3 een model voor het Passenger Reallocation Problem ontworpen waarvoor in hoofdstuk 4 een oplossingsmethode gegeven wordt. Met deze oplossingsmethode is in hoofdstuk 5 een aantal analyses uitgevoerd waaruit het verschil in kosten en service blijkt met de huidige methode. Tot slot staan in hoofdstuk 6 de belangrijkste conclusies en aanbevelingen die uit dit onderzoek naar voren zijn gekomen.

(34)

(35)

2 Data

analyse

In dit hoofdstuk staat de gebruikte data beschreven. De data die voor het model nodig is staat in de O&D (Origin & Destination) database waarin ook andere data is opgenomen. De eerste stap is om de juiste data hieruit te filteren. De O&D database bestaat uit verschillende tabellen die allemaal met elkaar te maken hebben doordat er verschillende unieke variabelen zijn opgenomen die alle data met elkaar verbindt. De informatie in deze database wordt gebruikt en aangevuld voor het Revenue Management systeem van KLM (Odyssey).

Een aantal van deze gegevens zijn statisch en volgen uit een dienstregeling of capaciteit van een vliegtuig. De CuCo lowerbounds, de beschikbaarheid van een O&D of route per bucket per leg en de verwachte vraag per bucket zijn echter resultaten uit de vraagvoorspelling, gerealiseerde vraag en optimalisatie die onderdeel zijn van het Revenue Management systeem van KLM en deze zijn tijdsafhankelijk. Dit geldt ook voor het aantal boekingen. De O&D database die voor de analyses en validatie is gebruikt, is een kopie van de live O&D database begin 2006 en geeft dus een realistisch beeld voor het aantal boekingen op een vlucht, het aantal beschikbare stoelen etc.

Uit de O&D database moet allereerst informatie gezocht worden over de geannuleerde vlucht zoals de O&D, het vertrek- en aankomsttijdstip, of de vlucht uit Europa vertrekt en welke passagiers er een boeking hebben op deze vlucht. Van deze passagiers hebben we vervolgens de route nodig die zij vliegen, de PNV, en de vervoersklasse. Wanneer bekend is welke route zij vliegen kan gezocht worden naar alternatieve vluchten met dezelfde O&D. Van deze alternatieve vluchten zijn de boekinggegevens nodig en de gegevens uit de optimalisatie die de beschikbaarheid aan stoelen per prijsklasse bepaald. Deze zijn nodig om de DC te kunnen bepalen en om te weten hoeveel passagiers er op deze vlucht omgeboekt zouden kunnen worden. Daarnaast hebben we van de alternatieven vluchten ook het vertrek en aankomst tijdstip nodig om de opgelopen vertraging te kunnen bepalen.

Deze gegevens komen uit de volgende tabellen van de O&D database:

 Een tabel die Airport codes aan de City codes koppelt (TAIRPORTS_REF).

 Een tabel die de luchthavens geeft die uitwisselbaar zijn als bestemming (TARP_PAIRS).  Een tabel met alle leg informatie (TFLIGHT_LEGS).

(36)

 Een tabel met de gegevens die uit de optimalisatie volgen die het beschikbare aantal stoelen per prijsklasse bepaalt per leg (TFLT_LEG_OPS).

 Een tabel met de PNV per subklasse (TMARKET_PNVS)  Een tabel met alle boekinggegevens (TOD_BOOKINGS)  Een tabel met alle mogelijke routes (TOD_ROUTES)

 Een tabel met de routes gekoppeld aan legs (TOD_ROUTE_LEGS)  Een tabel waarin de geroosterde legs staan (TSCHED_LEGS)

Vlucht geannuleerd? Uit welke legs bestaat deze geannuleerde vlucht?

Welke boekingen zijn er op deze routes? Welke routes hebben 1 of meer

van deze geannuleerde legs in hun route?

Figuur 2.1: Het bepalen van de boekingen die geraakt worden door een geannuleerde vlucht.

Om alles uit de O&D database te kunnen filteren is een stukje programmeercode nodig. In figuur 2.1 staan de stappen beschreven die genomen moeten worden door het programma om de passagiers te vinden die op de geannuleerde vlucht zitten. Wanneer deze passagiers en hun routes gevonden zijn moeten de alternatieve routes voor deze passagier gevonden worden (zie figuur 2.2). Dit is gezamenlijk de input voor het model dat beschreven is in hoofdstuk 3. In bijlage C is de datastructuur beschreven.

NEE i = 1 NEE JA JA JA NEE INITIALISATIE

Zoek de vluchten met dezelfde O&D's als de route van

de PNR en nummer deze van 1 to M

START

Pak O&D i. Is dit dezelfde route als die van het PNR?

Heeft de route een vertrekdatum vandaag, morgen of overmorgen?

Heeft de route een vertrekdatum morgen of

overmorgen?

Sla de route op in alternativeRoutes voor de

vertrekdata van vandaag t/m overmorgen

Sla de route op in alternativeRoutes voor de

vertrekdata van morgen t/m overmorgen

i = i + 1

GA NAAR START

Figuur 2.2: Het bepalen van de alternatieve routes voor de boekingen die geraakt worden door een

geannuleerde vlucht.

Omdat de gegevens uit de O&D database ook in het Revenue Management systeem van KLM gebruikt worden en dus een realistische weergave zijn van beschikbare capaciteit en verwachte opbrengsten, kunnen we door een vlucht (fictief) te annuleren een rebooking bepalen met behulp van het model dat in dit onderzoek ontwikkeld is. Vervolgens kunnen we de kosten bepalen van deze rebooking. Door op hetzelfde scenario de huidige aanpak toe te passen kan

(37)

een vergelijking gemaakt worden tussen de huidige aanpak en de aanpak indien voor het model gekozen wordt dat in hoofdstuk 3 beschreven is.

In de analyse (hoofdstuk 5) is onderscheid gemaakt tussen feeder/defeeder vluchten en long/medium haul vluchten. Long/medium haul vluchten zijn vluchten die een lange afstand afleggen vaak tussen twee verschillende continenten. De definities van een long/medium haul vlucht zijn niet eenduidig maar Thomas Cook (website thomascookairlines, 2007) definieert een long haul vlucht als een vlucht die langer dan 4 uur duurt. Feeder en defeeder vluchten zijn vluchten die ervoor zorgen dat het klantengebied voor een long/medium haul vlucht vergroot wordt. Door korte vluchten vanuit bijvoorbeeld verschillende steden in Europa naar Schiphol aan te bieden kunnen passagiers vanaf verschillende plaatsen met 1 overstap gebruik maken van één long/medium haul vlucht vertrekkende vanaf Schiphol. Een feeder vlucht is een vlucht die de passagier naar het vertrekpunt van de long/medium haul vlucht brengt (de hub) en een defeeder vlucht is een vlucht die de passagier in de omgekeerde richting vervoerd. Een long/medium haul vlucht wordt over het algemeen met grotere machines gevlogen waardoor er meer passagiers in kunnen zitten. De vluchten die gebruikt zijn voor de analyse staan in bijlage D.

Omdat niet alle gegevens voor het bepalen van de kosten van een rebooking bekend zijn, is een aantal parameters geschat. Dit zijn:

 De kosten voor een hotelovernachting.

 Het verlies aan goodwill per tijdseenheid vertraging uitgedrukt in euro’s.  De winst aan goodwill bij upgrading.

(38)

(39)

3 Model

3.1 Inleiding

In dit hoofdstuk wordt een wiskundige formulering gegeven van het Passenger Reaccommodation Problem (PRP). Uit de beschrijving die in de vorige hoofdstukken is gegeven van het PRP volgt een aantal definities voor verzamelingen waaruit het model bestaat. Deze zullen in paragraaf 3.2 gedefinieerd worden. Om echter vervolgens het model op te kunnen stellen, moet precies bekend zijn wat KLM onder de kosten en service van het omboeken na een annulering van een vlucht verstaat. De service moet gekwantificeerd worden zodat het samen met de kosten in de doelfunctie beschouwd kan worden. Daarom zullen, na de verzamelingen, in paragraaf 3.3 eerst de service en kosten gedefinieerd worden die in het model meegenomen zijn en de kostenfunctie die daaruit volgt, geformuleerd worden. Vervolgens zal in paragraaf 3.4 een wiskundige omschrijving van het proces gegeven worden dat voldoet aan een Mixed Integer Programming (MIP) formulering.

3.2 Verzamelingen

Uit de beschrijving van het probleem dat gegeven is in hoofdstuk 1, kunnen we een aantal verzamelingen definiëren die handig zijn in de formulering van het MIP model. Om het probleem inzichtelijk te maken zullen we het probleem eerst grafisch weergeven (zie figuur 3.1). Voor iedere passagier van een geannuleerde vlucht is er een aantal mogelijke alternatieve routes te vinden. Deze routes kunnen uit meerdere legs bestaan (zie hoofdstuk 1) en voor iedere leg is een aantal buckets of prijsklassen met een bepaalde capaciteit bekend.