211service.com
Hur förseningar sprider sig över det amerikanska flygplatsnätverket
Flygförseningar är förbannelsen för alla resenärer. De har också en ekonomisk inverkan, uppskattningsvis 40 miljarder dollar per år bara i USA, enligt 2008 års rapport från Congress Joint Economic Committee. Så en bättre förståelse för karaktären av flygförseningar är verkligen av stort intresse.
Idag avslöjar Pablo Fleurquin vid Institutet för tvärvetenskaplig fysik och komplexa system i Spanien, och ett par kompisar, en unik inställning till detta problem som visar hur flygförseningar spred sig över USA.
Fleurquin och co börjar med att tänka på lufttransportsystemet som ett nätverk där flygplatser är noder och flygningarna mellan dem kanter. Detta tillvägagångssätt har varit enormt framgångsrikt när det gäller att simulera och förutsäga hur passagerare, varor och till och med sjukdomar sprids över världen. Den här typen av nätverksansats förklarar också hur andra fenomen sprids, som skogsbränder.
Så Fleurquin och co undersöker hur förseningar sprider sig på exakt samma sätt och använder samma typ av simulering för att visa exakt detta händer.
Deras simulering jämför planerade och faktiska avgångstider för över 6 miljoner flygningar under 2010 nedladdade från US Bureau of Transport Statistics. Uppgifterna inkluderar flyg från 18 flygbolag som flyger från över 300 flygplatser.
Modellen använder detta beteende för att spåra ankomst och avgång för varje flygplan under hela året med en upplösning på 1 minut, vilket gör att Fleurquin och co kan se exakt hur förseningar sprider sig över hela USA.
Resultaten ger intressant läsning. Modellen visar hur trängselproblem i allmänhet återställs varje kväll när flygen stannar för natten. Det visar också hur lokala problem som väderstörningar och arbetskonflikter tenderar att begränsas till ett litet antal flygplatser.
Men när förhållandena är mogna kan förseningar spridas över hela Amerika. Fleurquin och co drar slutsatsen att tre huvudmekanismer ligger bakom denna spridning.
Den första är genom varje plans flygschema från en destination till nästa - en försening i ett sträcka sprider sig naturligtvis till nästa.
Den andra kommer från passagerar- och besättningsförbindelser. Det är uppenbart att ett flygplan inte kan lyfta om besättningen är försenad på en annan flygning.
Slutligen är det trängsel på flygplatsen. En given flygplats kan bara hantera en viss hastighet av starter och landningar och blir överbelastad när antalet stiger över dessa nivåer.
Fleurquin och co drar dock slutsatsen att en av dessa faktorer är mycket mer skadlig än de andra. Våra simuleringar bevisar att passagerar- och besättningsförbindelser är den mest effektiva enskilda mekanismen för att framkalla överbelastning i nätverket, säger de.
Det är ett intressant resultat som borde möjliggöra mer effektiv planering. I framtiden kan modellen användas för att testa robustheten hos ett visst dagligt schema för att fördröja spridning och för att utvärdera olika konfigurationer av nätverket.
Om det kunde förhindra bara en liten bråkdel av de förseningar som ibland sprider sig som en löpeld över lufttransportnätverket, skulle de många miljoner resenärer som gynnas ha Fleurquin och co att tacka.
Ref: arxiv.org/abs/1301.1136 : Systemisk fördröjningsförökning i det amerikanska flygplatsnätverket