211service.com
Hoe vertragingen zich verspreiden over het Amerikaanse luchthavennetwerk
Vluchtvertragingen zijn de vloek van elke reiziger. Ze hebben ook een economische impact, naar schatting alleen al in de VS $ 40 miljard per jaar, volgens het rapport van 2008 van het Joint Economic Committee van het congres. Een beter begrip van de aard van vluchtvertragingen is dus zeker van groot belang.
Vandaag onthullen Pablo Fleurquin van het Institute for Cross-Disciplinary Physics and Complex Systems in Spanje, en een paar vrienden, een unieke benadering van dit probleem die laat zien hoe vluchtvertragingen zich over de VS verspreiden.
Fleurquin en co beginnen met het luchtvervoersysteem te zien als een netwerk waarin luchthavens knooppunten zijn en de vluchten ertussen randen. Deze aanpak is enorm succesvol geweest in het simuleren en voorspellen van de manier waarop passagiers, goederen en zelfs ziekten zich over de wereld verspreiden. Zo'n netwerkaanpak verklaart ook hoe andere fenomenen zich verspreiden, zoals bosbranden.
Dus onderzoeken Fleurquin en co hoe vertragingen zich op precies dezelfde manier verspreiden en gebruiken dezelfde soort simulatie om aan te tonen dat dit precies gebeurt.
Hun simulatie vergelijkt geplande en werkelijke vertrektijden voor meer dan 6 miljoen vluchten in 2010 gedownload van het Amerikaanse Bureau of Transport Statistics. De gegevens omvatten vluchten van 18 luchtvaartmaatschappijen die opereren vanuit meer dan 300 luchthavens.
Het model gebruikt dit gedrag om de aankomst en het vertrek van elk vliegtuig het hele jaar door te volgen met een resolutie van 1 minuut, waardoor Fleurquin en co precies kunnen zien hoe vertragingen zich in de VS voortplanten.
De resultaten zorgen voor interessante lectuur. Het model laat zien hoe congestieproblemen over het algemeen elke avond worden gereset wanneer vluchten 's nachts stoppen. Het laat ook zien hoe lokale problemen, zoals weersomstandigheden en arbeidsconflicten, vaak beperkt blijven tot een klein aantal luchthavens.
Als de omstandigheden rijp zijn, kunnen vertragingen zich echter door heel Amerika verspreiden. Fleurquin en co concluderen dat er drie hoofdmechanismen achter deze verspreiding liggen.
De eerste is door het vluchtschema van elk vliegtuig van de ene bestemming naar de volgende - een vertraging in één etappe plant zich natuurlijk voort naar de volgende.
De tweede komt van passagiers- en bemanningsverbindingen. Het is duidelijk dat een vliegtuig niet kan opstijgen als de bemanning vertraging heeft op een andere vlucht.
Ten slotte is er de luchthavencongestie. Een bepaalde luchthaven kan slechts een bepaald aantal starts en landingen aan en raakt overbelast wanneer het aantal boven deze niveaus stijgt.
Fleurquin en co concluderen echter dat een van deze factoren veel schadelijker is dan de andere. Onze simulaties bewijzen dat passagiers- en bemanningsverbindingen het meest effectieve enkelvoudige mechanisme zijn om netwerkcongestie te veroorzaken, zeggen ze.
Dat is een interessant resultaat dat een effectievere planning mogelijk moet maken. In de toekomst zou het model kunnen worden gebruikt om de robuustheid van een bepaald dagelijks schema te testen om de voortplanting te vertragen en om verschillende configuraties van het netwerk te evalueren.
Als dat maar een klein deel van de vertragingen zou kunnen voorkomen die zich soms als een lopend vuurtje over het luchtvervoersnetwerk verspreiden, dan zijn Fleurquin en co te danken aan de vele miljoenen reizigers die hiervan profiteren.
Referentie: arxiv.org/abs/1301.1136 : Systemische vertragingsvoortplanting in het Amerikaanse luchthavennetwerk