Come si propagano i ritardi nella rete aeroportuale degli Stati Uniti

I ritardi dei voli sono la rovina di qualsiasi viaggiatore. Hanno anche un impatto economico, stimato in 40 miliardi di dollari all'anno solo negli Stati Uniti, secondo il Rapporto 2008 del Comitato economico congiunto del Congresso. Quindi una migliore comprensione della natura dei ritardi dei voli è sicuramente di grande interesse.

Oggi, Pablo Fleurquin dell'Istituto di fisica interdisciplinare e sistemi complessi in Spagna, e un paio di amici, rivelano un approccio unico a questo problema che mostra come i ritardi dei voli si siano diffusi negli Stati Uniti.

Fleurquin e co iniziano pensando al sistema di trasporto aereo come a una rete in cui gli aeroporti sono nodi e i voli tra di essi bordi. Questo approccio ha avuto un enorme successo nel simulare e prevedere il modo in cui passeggeri, merci e persino malattie si diffondono in tutto il mondo. Questo tipo di approccio di rete spiega anche come si diffondono altri fenomeni, come gli incendi.

Quindi Fleurquin e colleghi esaminano come i ritardi si diffondano esattamente nello stesso modo e utilizzano lo stesso tipo di simulazione per mostrare esattamente ciò che accade.

La loro simulazione confronta gli orari di partenza programmati ed effettivi per oltre 6 milioni di voli nel 2010 scaricati dal Bureau of Transport Statistics degli Stati Uniti. I dati includono voli di 18 vettori che operano da oltre 300 aeroporti.

Il modello utilizza questo comportamento per tracciare l'arrivo e la partenza di ciascun aeromobile durante l'anno con una risoluzione di 1 minuto, il che consente a Fleurquin e compagni di vedere esattamente come si propagano i ritardi negli Stati Uniti.

I risultati sono una lettura interessante. Il modello mostra come i problemi di congestione vengono generalmente ripristinati ogni sera quando i voli si fermano per la notte. Mostra anche come i problemi locali come i disagi meteorologici e le controversie di lavoro tendano a essere confinati a un piccolo numero di aeroporti.

Tuttavia, quando le condizioni sono mature, i ritardi possono propagarsi in tutta l'America. Fleurquin e co concludono che alla base di questa diffusione ci sono tre meccanismi principali.

Il primo è attraverso il programma di volo di ciascun aereo da una destinazione all'altra: un ritardo in una tratta si propaga naturalmente alla successiva.

Il secondo deriva dai collegamenti tra passeggeri e membri dell'equipaggio. Chiaramente, un aeromobile non può decollare se l'equipaggio è in ritardo su un altro volo.

Infine, c'è la congestione aeroportuale. Un dato aeroporto può gestire solo un certo tasso di decolli e atterraggi e diventa congestionato quando i numeri salgono oltre questi livelli.

Tuttavia, Fleurquin e co concludono che uno di questi fattori è molto più dannoso degli altri. Le nostre simulazioni dimostrano che i collegamenti tra passeggeri e membri dell'equipaggio sono il meccanismo singolo più efficace per indurre la congestione della rete, affermano.

Questo è un risultato interessante che dovrebbe consentire una pianificazione più efficace. In futuro, il modello potrebbe essere utilizzato per testare la robustezza di un particolare programma giornaliero per ritardare la propagazione e valutare diverse configurazioni della rete.

Se ciò potesse prevenire solo una piccola parte dei ritardi che a volte si diffondono a macchia d'olio attraverso la rete di trasporto aereo, i molti milioni di viaggiatori che ne beneficiano dovrebbero ringraziare Fleurquin e altri.

Rif: arxiv.org/abs/1301.1136 : Propagazione sistemica del ritardo nella rete aeroportuale degli Stati Uniti

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