Prix LITRA 2026: Ein Flugplan frei von unnötigen Pufferzeiten

Von Benedikt Vogel, freischaffender Autor

Der Sekundenzeiger springt auf die 12 – und der Zug setzt sich am Bahnhof in Bewegung. Bei der Bahn steht die Einhaltung des Fahrplans ganz oben. Auch der Flugverkehr kennt einen Plan mit Abfahrts- und Ankunftszeiten. Doch hier zählen nicht die Sekunden. Vielen Fluggästen ist vermutlich nicht einmal klar, was die Abflugs- und Ankunftszeit eines Fluges genau meint – nämlich den Moment, wenn das Flugzeug vom Standplatz losrollt, beziehungsweise nach der Ankunft an der Zieldestination den neuen Standplatz erreicht.

Flugzeiten schwanken von Tag zu Tag

Auch wenn die Flugzeiten im Flugverkehr nicht sekundengenau verstanden werden, sind die eine wichtige Orientierungsgrösse. Allerdings ist die Festlegung der Flugzeiten für die Airlines keine einfache Sache. Denn die Flüge auf derselben Verbindung dauern unterschiedlich lange – abhängig vom Wind, von der Verkehrslage auf den Flughäfen und am Himmel, aber auch von betrieblichen Faktoren.

Um trotz dieser Unsicherheiten Flugzeiten nennen zu können, stellen die Fluggesellschaften auf die Erfahrung ab: Sie schauen, wie lange ihre Flugzeuge in der Vergangenheit für eine Strecke in der Regel gebraucht haben. Diese wahrscheinlichste Flugzeit legen sie dann dem Flugplan der nächsten Saison zugrunde.

Alltag auf dem Zürcher Flughafen: Die hohe Auslastung des Airports bringt erhebliche Unsicherheiten für die Planung mit sich. © Martin Stamm / Swiss

Jakob Deutschel hat in seiner Masterarbeit an der Eidgenössisch Technischen Hochschule (ETH) Zürich nun einen neuen Ansatz zur Festlegung von Flugzeiten einschliesslich Umsteigeverbindungen entwickelt. Der Masterstudent regt an, Flugzeiten nicht wie bisher ausschliesslich nach der benötigten Flugzeit festzulegen, sondern unter Berücksichtigung aller Einflussvariablen und vor allen Dingen so, dass die Fluggesellschaft den Flug bei minimalen Kosten erbringen kann.

Um dieses Ziel zu erreichen, darf sie die Flugzeit nicht zu knapp bemessen, denn sonst drohen Entschädigungszahlungen für Passagiere mit Verspätungen, Überstundenzahlungen an die Besatzung, oder Treibstoffmehrkosten, wenn versucht wurde, die Verspätung durch schnelleres Fliegen aufzuholen. Sie darf für den Flug aber auch nicht eine übermässige Pufferzeit einkalkulieren, denn dies senkt tendenziell die Auslastung der Flugzeuge, des Bodens- und Luftpersonals, sowie der Unterhaltsressourcen.

In Europa und Teilen Asiens arbeiten viele Flughäfen «Level 3 coordinated», das heisst, für Start- und Landerechte werden vorgängig Zeitfenster (Slots) vergeben. © Jakob Deutschel

Bis zu 21 Prozent Einsparungen

Jakob Deutschel hat in seiner Masterarbeit eine mathematische Methode entwickelt, mit der Fluggesellschaften einen kostenoptimierten Flugplan erstellen können. Dafür hat er Flugdaten von 17 US-amerikanischen und 37 europäischen Fluggesellschaften ausgewertet, zudem führte er Interviews mit zehn Airlines. Der Vergleich zwischen USA und Europa ist interessant, weil beide Kontinente im Flugverkehr unterschiedlich organisiert sind.

Die meisten US-amerikanischen Flughäfen arbeiten im Gegensatz zu ihren europäischen Pendants nicht ‘koordiniert’. Das heisst, sie arbeiten nicht mit langfristig festgelegten Start- und Landeslots. Zwar müssen auch die US-amerikanischen Airlines ihren Kundinnen und Kunden lange im Vorfeld eine geplante Flugzeit angeben. Allerdings sind sie gegenüber den Flughafenbetreibern weniger oder gar nicht daran gebunden, und im täglichen Betrieb können die Start- und Landezeiten von den Pilotinnen und Piloten festgelegt werden.

Jakob Deutschel hat für seine Studie Flugbetriebsdaten aus elf Jahren ausgewertet und dafür einen eigenen Algorithmus des maschinellen Lernens entwickelt. Auf diesem Weg konnte er für die betrachteten Flugverbindungen kostenoptimale Flugzeiten festlegen. Diese fielen teilweise länger aus als die offiziellen Flugzeiten, teilweise kürzer. «Die Berechnungen lassen darauf schliessen, dass für Airlines ein erhebliches Potenzial zur Einsparung von Kosten besteht», sagt Jakob Deutschel, «in Europa sind es 13 bis 21 Prozent, in den USA 3 bis 5 Prozent.»

In Europa ist das Einsparpotenzial grösser, weil bisher unter den gegebenen Randbedingungen weniger optimiert wurde: Die Regulierungen zu Passagierentschädigungen und Slotvergabe sind strenger, die Kapazitäten der Flughäfen deutlich beschränkter.

Beispielhafte Darstellung der effektiven Flugzeiten von Porto (Portugal) nach Frankfurt am Main (Deutschland) für eine Lufthansa-Verbindung während der Sommersaison 2022 (wochentags im Zeitfenster 12:00 bis 14:59 Uhr mit einem Airbus A321): Das schnellste Flugzeug legte die Strecke in ca. 150 Minuten zurück, das langsamste Flugzeug rund 300 Minuten. Die Fluggesellschaft weist für die Strecke im Flugplan eine Flugzeit von 160 Minuten aus (grün). Der Machine-Learning-Algorithmus von Jakob Deutschel prognostizierte eine kostenoptimale Flugzeit von 187 Minuten (blau). Die tatsächliche kostenoptimale Flugzeit, nachträglich berechnet, betrug 188 Minuten (rote Linie). © Jakob Deutschel

Alltag erfordert Kompromisse

Der ETH-Wissenschaftler verwendete in seiner Studie bei den Flugkosten industrieweite Durchschnittswerte. Dadurch lassen sich die genauen Einsparungen für einzelne Airlines schwierig beziffern.

Für Fabio Ghielmetti, der bei der Swiss die Festlegung des Flugplans verantwortet, sind die angenommenen Einsparpotenziale zu optimistisch: «Der Einbezug der Kosten in die Planung des Flugplans ist ein interessanter Ansatz, allerdings dürfte es in der Praxis schwierig sein, so hohe Kosteneinsparungen zu erzielen, da die hohe Auslastung des Flughafens Zürich und des europäischen Luftraums mit sehr grossen Unsicherheiten einhergeht», sagt der Swiss-Manager. Vor diesem Hintergrund verlange der Alltag viele Kompromisse, die man auch mit einem kostenoptimierten Flugplan nicht abbilden könne.

Gemäss der ETH-Studie können Fluggesellschaften bis zu 21 % der Kosten sparen, wenn sie ihre Flugzeiten so festlegen, dass die Kosten maximal gesenkt werden. In der Grafik werden jeweils zwei Saisons kombiniert, um eine Vergleichbarkeit zu haben und ein ganzes Jahr einschliesslich der saisonalen Schwankungen darzustellen. © Jakob Deutschel

Die Ergebnisse der Studie lassen sich auch auf andere Bereiche des öffentlichen Verkehrs übertragen, denn auch dort spielen Kostenüberlegungen bei der Fahrplan-Gestaltung eine bedeutende Rolle. Jakob Deutschel sieht aber Grenzen bei der Übertragbarkeit: «Man muss sich bewusst sei, dass der Flugverkehr seine Eigenheiten hat, etwa bei den hohen Entschädigungsansprüchen, aber auch bei den vertraglichen Regelungen für die Gehälter.»

Kommt hinzu, dass Flugpassagiere weniger stark auf längere Flugzeiten reagieren als Bahngäste, betont Jakob Deutschel: «Der Fluggast hat in der Regel keine Alternative zum Flugzeug, die Bahn hingegen verliert die Reisenden bei einer Verlängerung der Fahrzeiten schnell an das Auto.»

Der Prix LITRA 2026: LITRA-Präsident Martin Candinas, Nikolett Seben (Preisträgerin), Bundesrätin Karin Keller-Sutter, Jakob Deutschel (Preisträger) und Nico Wyss (Preisträger). © LITRA

Jakob Deutschel ist einer von drei Preisträgerinnen und Preisträger des Prix LITRA 2026. «Für mich war immer klar: Meine berufliche Zukunft ist bei der Bahn oder in der Luftfahrt», sagt Jakob Deutschel. Schon als Kind, erinnert sich der heute 26-jährige Deutsche, verfolgte er in Frankfurt das Verkehrsgeschehen auf der Besucherterrasse des Flughafens und am Hauptbahnhof. Der Sohn einer Sozialpädagogin und eines Sozialpädagogen wuchs in Rheinland-Pfalz auf, bevor er als Student an die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich wechselte. Dort schloss er ein Bachelorstudium als Bauingenieur ab und arbeitete ein Jahr bei der Unternehmensberatung McKinsey.

Im Herbst 2023 startete er das Masterstudium in Verkehrsingenieurwissenschaften bei Prof. Kay Axhausen. Er absolvierte ein Austauschsemester in Sydney und schrieb anschliessend bei Prof. Mark Hansen an der University of California in Berkeley die Masterarbeit, die nun mit dem Prix LITRA ausgezeichnet wurde. Schon ein Jahr vor Abschluss des Studiums kam der ETH-Student in Kontakt mit dem Bahnkonzern Stadler Rail.

Dort arbeitet Jakob Deutschel unterdessen am Standort Wallisellen als Projektmanager für das Zugsicherungssystem ETCS. Er leitet das Projekt des ‘SBB Flirt EVO France‘, bei dem Stadler zum ersten Mal sein hauseigenes europäisches Zugsicherungssystem mit französischer Signaltechnik kombiniert, um auf den französischen Markt vorzustossen.

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