Задержки, как правило, сильнее сказываются на одних авиакомпаниях, чем на других, из-за подхода, который Федеральное управление гражданской авиации (FAA) использует для их решения. Этот подход делает упор на минимизацию совокупных системных задержек в масштабах всей страны — политика, которая в данный момент затрагивает одни авиакомпании гораздо больше, чем другие.Но теперь исследование исследователей Массачусетского технологического института представляет новый метод борьбы с задержками, который, по их заключению, позволяет поддерживать практически постоянные общесистемные задержки и более равномерно распределять задержки между авиакомпаниями. В частности, это позволяет авиакомпаниям более равномерно распределять задержки между собой, позволяя им обмениваться временными интервалами друг с другом.
По словам исследователей, результат более справедливый, без ущерба для эффективности.«Цена справедливости невелика», — говорит Димитрис Бертсимас, профессор менеджмента Boeing Leaders for Global Operations в Школе менеджмента Sloan при Массачусетском технологическом институте и соавтор статьи, в которой подробно излагаются результаты.Статья, опубликованная в журнале Transportation Science, написана в соавторстве с Берцимасом и Шубхумом Гуптой из Центра исследований операций Массачусетского технологического института.
Доказательство концепцииТекущая система управления потоками воздушного движения, используемая FAA, использует несколько алгоритмов или наборов правил для управления совокупными задержками. К ним относятся программы наземных задержек, которые при необходимости задерживают полеты в аэропортах отправления, и программы потоков воздушного пространства, которые контролируют прибытие в районы, страдающие задержками, часто из-за плохой погоды.
Бертсимас, который проанализировал и опубликовал статьи о сетях воздушного движения, относящиеся к 1990-м годам, и Гупта затем построили модель, используя некоторые другие правила. Их предложение позволило бы авиакомпаниям переключать определенные временные интервалы друг с другом с ограничениями, налагаемыми на количество времени, на которое любой рейс может быть отложен, когда такие обмены производятся.Затем исследователи протестировали свою модель, используя исчерпывающий набор данных, охватывающих шесть полных дней полетов в США, которые были случайным образом выбраны из 2004, 2005 и 2006 годов. Данные включали 55 крупнейших аэропортов США и пять крупнейшие авиалинии (измеряемые количеством рейсов) в то время: Southwest, American, Delta, United и Northwest (которая с тех пор объединилась с Delta).
Всего за эти дни было выполнено более 30 тысяч рейсов.Когда Бертсимас и Гупта смоделировали, как могло бы выглядеть воздушное движение в эти шесть дней с использованием их альтернативной системы, они обнаружили, что совокупные задержки во всей системе воздушного движения практически не изменились. Ни в один из шести дней общие задержки не отличались от эмпирических результатов более чем на 1,0 процента, а средняя разница составляла 0,1 процента.
И с учетом правила выравнивания задержек между авиакомпаниями, моделирование поддерживало сценарий, в котором каждая авиакомпания могла поменять местами одинаковое количество слотов расписания полетов.Справедливые и стабильные системыБертсимас отмечает, что вычислительная часть предлагаемой системы достаточно быстра, чтобы решать проблемы между авиакомпаниями и сетями быстрее, чем они возникают — важный момент, потому что в противном случае изменения расписания в любой конкретный день были бы устаревшими, прежде чем их можно было бы внедрить.
Бертсимас отмечает, что проблемы оптимизации, рассматриваемые в текущем документе об авиакомпании, могут быть решены значительно быстрее, чем это было примерно четверть века назад. Тип программного обеспечения, использованного в исследовании, выполняет свои вычисления в 580 000 раз быстрее, чем в 1991 году; используемое компьютерное оборудование в 320 000 раз быстрее. «Общее ускорение», как выразился Бертсимас, означает, что оптимизационные решения могут быть рассчитаны в 200 миллиардов раз быстрее, чем в 1991 году.«Вы можете решить проблему размером с американскую [воздушную сеть] за секунды», — говорит Бертсимас.
Бертсимас считает, что лучшее объяснение для настройки системы расписания авиакомпаний, как это предлагается в документе, заключается в том, что в конечном итоге справедливость является одним из трех элементов, которые заставляют такие операции работать, наряду с оптимизацией, которая делает системы эффективными, и надежностью, которая предотвращает отказы систем. Рынки, не прошедшие тесты на справедливость, со временем плохо себя чувствуют.
«Если система рассматривается как несправедливая, она нестабильна», — заключает Берцимас.