新的飛機調度模型可以減輕航空旅行的挫敗感

允許一個精心設計的擺動空間的航班時刻表可以防止級聯機場延誤和取消的挫敗感。通過關注航班時刻表規(guī)劃的早期階段和各種規(guī)模的延誤，研究人員開發(fā)了一些模型來幫助創(chuàng)建不易受延遲影響并且一旦中斷就更容易修復的時間表。允許一個精心設計的擺動空間的航班時刻表可以防止級聯機場延誤和取消的挫敗感。通過關注航班時刻表規(guī)劃的早期階段和各種規(guī)模的延誤，研究人員開發(fā)了一些模型來幫助創(chuàng)建不易受延遲影響并且一旦中斷就更容易修復的時間表。

在延遲之后，乘客和資源的重新調整使航空公司 - 一個利潤率低于2%的行業(yè) - 每年損失數十億美元。研究人員說，減少延誤，取消及其下游的連鎖影響將使美國航空業(yè)和旅行者受益匪淺。

該研究發(fā)表在“計算機與運籌學”雜志上，著眼于早期飛行計劃和飛機航線規(guī)劃。它采用主動方法設計級聯抗性計劃，而不是在發(fā)生延遲后嘗試管理延遲的被動方法。

“航空公司的準時性能記錄產生了大量的數據，”工業(yè)和企業(yè)系統(tǒng)工程教授兼主要作者Lavanya Marla說。“找到最佳模型來量化航空系統(tǒng)的不確定性以提高準時性能和節(jié)省成本是一項挑戰(zhàn)。我們的研究表明，現有模型無法區(qū)分一種解決方案對另一種解決方案的級聯影響，這對航空公司的決策至關重要。“

該團隊還包括達特茅斯學院工程學教授Vikrant Vaze和麻省理工學院校長兼工程學教授Cynthia Barnhart，他們利用美國航空公司的歷史數據調整飛機航線，以幫助預防和減少延誤從他們今天的存在程度來看。

航空器航線是指單一航空器在聯邦航空管理局規(guī)定的維護檢查之間的路線，該檢查通常發(fā)生在72小時的周期和多次飛行之間。團隊在系統(tǒng)的這一層上進行了研究，因為它遇到了一種甜蜜點，他們覺得調度調整可以產生最大的影響。“在每年發(fā)生的數百億美元延遲成本中，幾乎三分之一是通過飛機航線延遲級聯效應的結果，”Vaze說。“因此，這是一個非常重要的系統(tǒng)層面。”

研究人員構建了不同的模型來幫助確定哪種解決方案在減少延遲級聯方面提供了最大的靈活性。一組模型專注于純粹避免最壞情況延遲的結果，而第二組則考慮發(fā)生的各種延遲 - 極端到日常的共同點。

研究人員通過觀察由于不同類型的延誤導致的航班延誤和乘客中斷的百分比來評估各種模型。Marla和她的團隊發(fā)現，能夠控制日常不那么嚴重的延誤類型可以為乘客帶來最大的好處。

“這不是一個或另一個模型本身提供更好的解決方案，”馬拉說。“他們提供不同的解決方案。最佳選擇取決于不斷變化的延遲模式，最相關的評估指標，以及哪種解決方案與交通部，乘客和航空業(yè)的優(yōu)先事項保持一致。”

“提升復雜和不確定系統(tǒng)(如航空系統(tǒng))性能的關鍵通常在于智能地結合復雜的數學模型，對現實世界數據的細致關注，以及用于系統(tǒng)評估的詳細模擬工具，”Barnhart說。