본 연구는 항공기 운항 지연을 줄이는 새로운 방법으로서, 항공기의 지연을 좀 더 균등하고 일정하게 분배함으로써 전체적인 지연이 줄어들게 하는 것이다. 특히 항공사들의 지연 정보를 서로 교환하고 스케줄을 맞바꿈으로써 결과적으로 효율성을 유지한 공정한 결과를 얻었다.
아무도 항공기 출발이 지연되는 것을 원하지 않지만 비행 지연은 자주 일어난다. 2011년도 미국의 약 20%에 달하는 비행이 적어도 15분 이상 지연되었다. 이로 인해 승객들은 불쾌해 하였고 2010년 기준으로 미국 항공사들은 약 77억원($6.5 billion)에 달하는 추가 비용이 소요되었다.
미연방항공청(FAA)은 전국적으로 시스템 지연을 최소화하는데 중점을 두기 때문에 운항지연은 몇몇 항공사에게 큰 부담을 주기도 한다.
그러나 MIT의 연구는 항공사들의 지연을 좀 더 균등하게 분배하여 항공교통 시스템 전체의 지연을 일정하게 유지하는 새로운 방법을 제시하고 있다. 특히 항공사 지연을 스스로 배분하여 다른 항공사들이 서로 스케줄을 맞교환할 수 있게 함으로써 공정하면서도 효율적으로 지연을 관리 할 수 있다.
이 논문은 Transportation Science 저널에 MIT 운영연구센터의 Bertsimas and Shubhum Gupta 공동 저자로 발표되었다.
현재 미연방항공의 항공교통관제시스템은 종합적인 지연을 관리하기 위해 복수의 알고리즘을 사용하거나 특정의 규칙을 이용하고 있다. 이것은 필요에 의해 출발지 공항에서 항공기를 지연시키는 지상 지연 프로그램과 종종 기상 악화로 인해 지연이 예상되는 도착 공항에 접근 지역의 공역 흐름을 관리하는 프로그램이다.
과거 1990년대 항공교통 네트워크에 관련된 연구 분석을 한 Bertsimas와 Gupta는 몇몇 다른 규칙을 사용하는 모델을 구축하였다. 이들의 제안은 서로 항공사들의 특정 시간대의 운항 슬롯을 맞교환하면서 스케줄 지연 시간의 양을 제한하는 것이다.
연구자들은 무작위로 2004년, 2005년, 2006년도 미국 내 55개의 가장 큰 공항에서의 5곳의 가장 큰 항공사(Southwest, American, Delta, United, and Northwest (which has since merged with Delta))의 각 6일간 3만회의 비행 운항 데이터를 가지고 테스트하였다.
Bertsimas와 Gupta는 그들이 제안한 방법대로 항공교통 흐름이 어떻게 변하는지를 시뮬레이션 하였는데 전체 항공교통시스템에서 종합적인 지연이 변화된 것을 확인하였다. 항공사들 사이에 지연을 균등화하는 가이드라인에 따라 이 시뮬레이션은 각 항공사가 이상적으로 항공기 스케줄 슬롯 횟수를 교환할 수 있는 것으로 나타났다.
Bertsimas는 제안한 시스템은 수학적으로 항공사 네트워크 문제를 해결하는데 충분히 빨라야 하는데 특정 날짜에 스케줄 변경은 시스템 적용 전에는 무용지물이기 때문이라고 말한다. 하지만 문제를 최적화하는 방식의 문제는 반세기 전에 비하면 획기적으로 빠르게 해결할 수 있다고 Bertsimas는 덧붙였다. 즉 1991년에 수행되었던 방식보다 계산 능력이 58만 배 빨라졌으며, 컴퓨터 하드웨어는 32만 배 빨라졌다. 따라서 미국의 항공 네트워크 문제를 수 초 내로 계산해낼 수 있다.
이 논문에서 제시하는대로 항공사의 스케줄을 맞교환하는 가장 근본적인 이유는 이 시스템이 효율적이고 붕괴되지 않으며 확고히 잘 작동되도록 공정함을 갖추어야 하기 때문이라고 Bertsimas는 믿는다.
“시스템이 공정하지 않은 것으로 보이면 결코 지속될 수 없다”고 Bertsimas는 말한다.
출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』
