211service.com
Hvordan forsinkelser forplanter sig i det amerikanske lufthavnsnetværk
Flyforsinkelser er enhver rejsendes bane. De har også en økonomisk indvirkning, anslået til 40 milliarder dollars om året alene i USA, ifølge 2008-rapporten fra Congress Joint Economic Committee. Så en bedre forståelse af arten af flyforsinkelser er helt sikkert af stor interesse.
I dag afslører Pablo Fleurquin ved Institut for Tværdisciplinær Fysik og Komplekse Systemer i Spanien og et par venner en unik tilgang til dette problem, der viser, hvordan flyforsinkelser spredes over hele USA.
Fleurquin og co begynder med at tænke på lufttransportsystemet som et netværk, hvor lufthavne er knudepunkter, og flyvningerne mellem dem kanter. Denne tilgang har haft stor succes med at simulere og forudsige, hvordan passagerer, varer og endda sygdomme spredes rundt i verden. Denne form for netværkstilgang forklarer også, hvordan andre fænomener spredes, såsom naturbrande.
Så Fleurquin og co undersøger, hvordan forsinkelser spredes på nøjagtig samme måde, og bruger den samme slags simulering for at vise, at præcis dette sker.
Deres simulering sammenligner planlagte og faktiske afgangstider for over 6 millioner flyvninger i 2010 downloadet fra US Bureau of Transport Statistics. Dataene omfatter flyvninger fra 18 luftfartsselskaber, der flyver fra over 300 lufthavne.
Modellen bruger denne adfærd til at spore hvert flys ankomst og afgang i løbet af året med en opløsning på 1 minut, hvilket gør det muligt for Fleurquin og co at se præcis, hvordan forsinkelser forplanter sig over hele USA.
Resultaterne giver interessant læsning. Modellen viser, hvordan trængselsproblemer generelt nulstilles hver aften, når fly stopper for natten. Det viser også, hvordan lokale problemer såsom vejrforstyrrelser og arbejdskonflikter har tendens til at være begrænset til et lille antal lufthavne.
Men når forholdene er modne, kan forsinkelser forplante sig over hele Amerika. Fleurquin og co konkluderer, at tre hovedmekanismer ligger bag denne spredning.
Den første er gennem hvert flys flyveplan fra en destination til den næste - en forsinkelse i det ene ben forplanter sig naturligt til det næste.
Den anden kommer fra passager- og besætningsforbindelser. Det er klart, at et fly ikke kan lette, hvis besætningen er forsinket på en anden flyvning.
Endelig er der trængsel i lufthavnen. En given lufthavn kan kun håndtere en vis hastighed af starter og landinger og bliver overbelastet, når antallet stiger ud over disse niveauer.
Fleurquin og co konkluderer dog, at en af disse faktorer er langt mere skadelig end de andre. Vores simuleringer beviser, at passager- og besætningsforbindelser er den mest effektive enkeltmekanisme til at fremkalde overbelastning af netværket, siger de.
Det er et interessant resultat, der burde give mere effektiv planlægning. Fremover kan modellen bruges til at teste robustheden af en bestemt daglig tidsplan for at forsinke udbredelsen og til at evaluere forskellige konfigurationer af netværket.
Hvis det kunne forhindre blot en lille brøkdel af de forsinkelser, der nogle gange spredte sig som en steppebrand over lufttransportnettet, ville de mange millioner af rejsende, der gavner det, have Fleurquin og co at takke.
Ref: arxiv.org/abs/1301.1136 : Systemisk forsinkelsesudbredelse i det amerikanske lufthavnsnetværk