Les horaires de vol qui permettent une petite marge de manœuvre soigneusement conçue pourraient éviter la frustration des retards et des annulations en cascade des aéroports. En se concentrant sur les premières phases de planification des horaires de vol et les retards à différentes échelles, les chercheurs ont développé des modèles pour aider à créer des horaires moins susceptibles aux retards et plus faciles à corriger une fois perturbés.

Le réaménagement des passagers et des ressources à la suite d'un retard coûte aux compagnies aériennes - une industrie qui opère avec des marges bénéficiaires inférieures à 2 % - des milliards de dollars chaque année. Une réduction des délais, les annulations et leurs impacts en aval en cascade profiteraient grandement à l'industrie aérienne américaine et aux voyageurs, les chercheurs ont dit.

L'étude, publié dans la revue Informatique et recherche opérationnelle , examine le calendrier des vols en phase initiale et la planification des itinéraires des aéronefs. Il adopte une approche proactive dans la conception de calendriers résistants aux cascades, plutôt que l'approche réactive consistant à essayer de gérer les retards après qu'ils se produisent.

« Il y a une quantité écrasante de données générées à partir des enregistrements de performance des compagnies aériennes à temps, " dit Lavanya Marla, professeur d'ingénierie des systèmes industriels et d'entreprise et auteur principal. « Il est difficile de trouver le meilleur modèle pour quantifier l'incertitude dans le système aéronautique afin d'améliorer les performances de ponctualité et les économies de coûts. Nos recherches montrent que les modèles existants sont incapables de distinguer l'impact en cascade en aval d'une solution par rapport à une autre, ce qui est essentiel pour les compagnies aériennes pour la prise de décision."

L'équipe, qui comprend également Vikrant Vaze, professeur d'ingénierie au Dartmouth College, et Cynthia Barnhart, chancelier et professeur d'ingénierie au Massachusetts Institute of Technology, utilisé les données historiques des compagnies aériennes américaines pour modifier l'itinéraire des avions afin d'aider à prévenir et à minimiser les retards dans la mesure où ils existent aujourd'hui.

L'itinéraire d'un aéronef fait référence à l'itinéraire emprunté par un seul aéronef entre les contrôles de maintenance mandatés par la Federal Aviation Administration qui se produisent généralement sur un cycle de 72 heures et plusieurs vols. L'équipe se concentre sur cette couche du système car elle atteint une sorte de point idéal où elle pense que les ajustements de planification peuvent avoir le plus d'impact. « Sur les dizaines de milliards de dollars de frais de retard qui surviennent chaque année, près d'un tiers sont le résultat d'effets de retard en cascade à travers les itinéraires d'avions, " a déclaré Vaze. " C'est donc une couche très importante du système sur laquelle se concentrer. "

Les chercheurs ont construit différents modèles pour aider à déterminer quels types de solutions offrent le plus de flexibilité pour réduire les cascades de retard. Un ensemble de modèles vise uniquement à éviter les conséquences des retards les plus défavorables, et une seconde prend en compte toutes sortes de retards qui se produisent, de l'extrême à commun au jour le jour.

Les chercheurs ont évalué les différents modèles en observant le pourcentage de retards de vol et de perturbations des passagers qui résultent des différents types de retards. Marla et son équipe ont découvert que la possibilité de contrôler les types de retards quotidiens les moins graves est le plus avantageux pour les passagers.

"Ce n'est pas que l'un ou l'autre modèle à lui seul donne une meilleure solution, " dit Marla. "Ils donnent des solutions différentes. Le meilleur choix dépend des schémas d'évolution des retards, les métriques d'évaluation les plus pertinentes, et sur quelle solution correspond le mieux aux priorités du ministère des Transports, les passagers et l'industrie du transport aérien.

"La clé pour améliorer les performances de systèmes complexes et incertains comme ceux de l'aviation réside souvent dans la combinaison intelligente de modèles mathématiques sophistiqués, une attention particulière aux données du monde réel, et des outils de simulation détaillés pour l'évaluation du système, " a déclaré Barnhart.