Flygtrafikstockningar som orsakar frustrerande förseningar och avbokningar kan minskas genom flygplaner som inte systematiskt gynnar vissa flygbolag framför andra, enligt en ny studie från Dartmouth College och Carnegie Mellon University.
Studien föreslår den första planeringsplanen någonsin för att hantera snerrig flygtrafik utan att prioritera landnings- och startpositioner för enskilda transportörer - känd som "jämlikhet" bland forskare.
Forskningen, publicerad i tidningen Transportvetenskap , använder spelteori för att förklara avvägningarna mellan effektivitet och rättvisa när flygplatsmyndigheter gör schemaläggningsändringar. Studieresultaten simuleras också på en av landets största flygplatser för att se hur bra den presterar.
"Jämlikhet i schemaläggning är viktigt för flygbolagen och för den dagliga flygande allmänheten, "sa Vikrant Vaze, en biträdande professor i teknik vid Dartmouths Thayer School of Engineering. "Ett rättvist schemaläggningssätt säkerställer att passagerare behandlas rättvist oavsett vilken transportör som utfärdar boardingkortet."
Medan vädret, tekniska problem och besättningsscheman orsakar alla driftsproblem, de flesta förseningar i USA är resultatet av hög efterfrågan och låg kapacitet på de mest trafikerade flygplatserna. Denna kombination av begränsad infrastruktur och tung flygtrafik resulterar i flygändringar som kostar flygbolag och konsumenter i USA över 30 miljarder dollar per år, enligt en siffra från 2007 som nämns i forskningen.
Enligt tidningen, befintliga lösningar för att minska trängseln tar inte hänsyn till inverkan av schemaändringarna på specifika flygbolag, vilket resulterar i möjligheten att gynna vissa flygbolag på bekostnad av andra. Den nya forskningen tar itu med denna oro genom att integrera överväganden mellan aktier i flygbolag i beslutsfattandet kring flygplatsplanering.
"Många flygbolag har hävdat att alla schemaläggningsinsatser på trafikerade flygplatser kan hindra deras förmåga att konkurrera på viktiga marknader, "sa Alexandre Jacquillat, biträdande professor i verksamhetsforskning och offentlig politik vid Carnegie Mellons Heinz College of Information Systems and Public Policy. "Detta dokument visar i huvudsak att schemaläggningsteknik och schemaläggningspolicyer kan utvecklas för att mildra dessa problem."
Studien tyder på att den enda långsiktiga lösningen är att skapa tidtabeller som begränsar överkapacitetsplanering vid högtrafik. Denna praxis, medan vanligt utanför USA, tillämpas endast på en handfull av de mest trafikerade amerikanska flygplatserna.
Den metod som utvecklats för denna studie, heter Integrated Capacity Utilization and Scheduling Model with Equity Overväganden (ICUSM-E), bygger på en tidigare modell som optimerar schemaläggningen genom förändringar i efterfrågan, men utökar det på ett sätt som balanserar sådana justeringar rättvist bland flygbolagen.
Vid utvecklingen av modellen, forskare jämförde uppskattningar av flygplatskapacitet vid sidan av det föredragna schemat för flyg som flygbolagen efterfrågade. Teamet fokuserade främst på justeringar som innebär att efterfrågan ändras genom schemaläggningskontroller, men övervägde också minskade efterfrågor som eliminering av vissa flygningar.
Dessutom, forskarna övervägde också det allmänna fallet där varje flygning tilldelas en vikt som kännetecknar kostnaden - eller besväret - för att ett flyg ska bokas om eller ställas in, liksom mekanismer där flygbolagen kan signalera de relativa omläggningskostnaderna för olika flygningar genom icke-monetär kreditallokering eller en monetär auktionsbaserad mekanism.
Enligt författarna i tidningen, studien "föreslår och utvärderar ett kvantitativt tillvägagångssätt för att optimera sådana insatser på ett sätt som uppnår prestandamål i tid, samtidigt som störningar i flygbolagens konkurrenskraftiga schemaläggning och för första gången, balansera effekterna av sådana insatser på ett rättvist sätt bland flygbolagen. "
I en demonstration av resultaten, forskare skapade och löste verkliga världen, beräkningsscenarier i full skala på John F. Kennedy-flygplatsen i New York.
"Att testa och validera forskningsmodellen på en flygplats som JFK gör det möjligt för oss att bekräfta att teorin om avvägningar mellan eget kapital och effektivitet stämmer överens med verkligheten på hektiska flygplatser i USA, sa Vaze.
Forskningen visade att under många olika förhållanden, inter -airline equity kan uppnås på JFK utan - eller minimala - effektivitetsförluster. Detta tyder på att befintliga tillvägagångssätt för schemaläggningsåtgärder kan utökas till att omfatta aktierelaterade överväganden mellan flygbolagen.
"En enda studie kan inte eliminera alla trängselutmaningar på flygplatser som JFK, men detta dokument antyder att det finns viktiga möjligheter att göra de resulterande processerna och policyn mer rättvisa - till praktiskt taget ingen kostnad, sa Jacquillat.
Medan det finns modeller som på rätt sätt fördelar flygkapacitet på verksamhetsdagen, den aktuella forskningen fokuserar på mer typiska schemaläggningsinterventioner som äger rum månader före ett flyg. Dessa insatser är avsedda att hantera antalet flygningar på en flygplats redan innan scheman publiceras eller biljetter marknadsförs.
Forskningen kommer eftersom betydande ansträngningar görs globalt för att se över branschens riktlinjer och schemaläggningspolitik på större flygplatser.
