Gli orari dei voli che consentono un piccolo margine di manovra attentamente progettato potrebbero prevenire la frustrazione di ritardi e cancellazioni aeroportuali a cascata. Concentrandosi sulle prime fasi della pianificazione del programma di volo e sui ritardi a varie scale, i ricercatori hanno sviluppato modelli per aiutare a creare programmi meno suscettibili ai ritardi e più facili da risolvere una volta interrotti.

La risistemazione di passeggeri e risorse a seguito di un ritardo costa alle compagnie aeree, un settore che opera con margini di profitto inferiori al 2%, miliardi di dollari ogni anno. Una riduzione dei ritardi, le cancellazioni e il loro impatto a valle a cascata trarrebbero grande beneficio dal settore delle compagnie aeree statunitensi e dai viaggiatori, hanno detto i ricercatori.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Computer e ricerca operativa , esamina il programma di volo in fase iniziale e la pianificazione del percorso dell'aeromobile. Adotta un approccio proattivo nella progettazione di pianificazioni resistenti alla cascata, piuttosto che l'approccio reattivo di cercare di gestire i ritardi dopo che si sono verificati.

"C'è una quantità enorme di dati generati dai record di puntualità delle compagnie aeree, " disse Lavanya Marla, un professore di ingegneria dei sistemi industriali e aziendali e autore principale. "È difficile trovare il modello migliore per quantificare l'incertezza nel sistema aeronautico al fine di migliorare le prestazioni puntuali e il risparmio sui costi. La nostra ricerca mostra che i modelli esistenti non sono in grado di distinguere l'impatto a cascata a valle di una soluzione rispetto a un'altra, che è fondamentale per le compagnie aeree per il processo decisionale".

Il gruppo, che include anche Vikrant Vaze, professore di ingegneria al Dartmouth College, e Cynthia Barnhart, cancelliere e professore di ingegneria al Massachusetts Institute of Technology, ha utilizzato i dati storici delle compagnie aeree statunitensi per modificare il percorso degli aerei per aiutare a prevenire e ridurre al minimo i ritardi nella misura in cui esistono oggi.

Il routing dell'aeromobile si riferisce al percorso che un singolo aeromobile intraprende tra i controlli di manutenzione richiesti dalla Federal Aviation Administration che in genere si verificano su un ciclo di 72 ore e più voli. Il team si concentra su questo livello del sistema perché colpisce una sorta di punto debole in cui ritengono che le regolazioni della pianificazione possano avere il massimo impatto. "Delle decine di miliardi di dollari di costi di ritardo che si verificano ogni anno, quasi un terzo è il risultato di effetti a cascata di ritardo attraverso le rotte degli aerei, " Ha detto Vaze. "Quindi questo è uno strato molto importante del sistema su cui concentrarsi".

I ricercatori hanno costruito diversi modelli per aiutare a determinare quali tipi di soluzioni offrono la massima flessibilità nel ridurre le cascate di ritardo. Una serie di modelli si concentra esclusivamente sull'evitare gli esiti dei ritardi nel caso peggiore, e un secondo considera tutti i tipi di ritardi che si verificano, da estremi a comuni quotidiani.

I ricercatori hanno valutato i vari modelli osservando la percentuale di ritardi dei voli e disagi ai passeggeri che risultano dai diversi tipi di ritardi. Marla e il suo team hanno scoperto che avere la capacità di controllare i tipi di ritardi quotidiani meno gravi si traduce in maggiori benefici per i passeggeri.

"Non è che l'uno o l'altro modello di per sé dia una soluzione migliore, " Disse Marla. "Danno soluzioni diverse. La scelta migliore dipende dai modelli di ritardi in evoluzione, le metriche di valutazione più rilevanti, e su quale soluzione si allinea meglio con le priorità del Dipartimento dei trasporti, i passeggeri e l'industria aerea".

"La chiave per migliorare le prestazioni di sistemi complessi e incerti come quelli dell'aviazione spesso risiede nella combinazione intelligente di modelli matematici sofisticati, un'attenta attenzione ai dati del mondo reale, e strumenti di simulazione dettagliati per la valutazione del sistema, " ha detto Barnhart.