我们能做些什么来确保美国联邦航空管理局和西南航空公司的灾难不再发生?

国会和航空业必须重新评估他们如何对待和资助航空运输现代化

A woman looks at the nametag on a suitcase in the midst of hundreds of suitcases at the airport.

2022年12月28日,在科罗拉多州丹佛市的丹佛国际机场,普里斯汀·弗洛伊德在西南航空公司的行李存放区寻找朋友的行李箱。自从冬季天气开始影响12月22日的航空旅行以来,航空公司已经取消了超过15,000个航班。

或许在不知不觉中,经历了一月份美国联邦航空管理局(FAA)的航空系统通知(NOTAM)系统中断或十二月份西南航空公司崩溃的航空旅客成为了历史的一部分。

NOTAM 中断是自 9/11 以来 FAA 首次暂停所有美国国内出发航班。根据FlightAware的数据,这次仅持续几个小时的地面停飞导致航空运输系统出现巨大的延误,导致五分之三的航班延误或取消,平均延误时间接近 90 分钟。

几周前,由于西南航空公司的崩溃,超过一周的时间里发生了前所未有的航班取消量,迫使该航空公司放弃其自动化决策支持工具,转而让员工手动将其复杂的航班、飞机和机组人员时刻表网络重新组合在一起。从 12 月 22 日到 29 日,西南航空公司取消了略多于一半的计划航班,造成超过 15,700 次取消,直接损失 2022 财年第四季度 6.2 亿美元,以及由于“运营中断带来的收入拖累”而预计第一季度额外损失 3 亿至 3.5 亿美元,据西南航空高管称。


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这两次故障都源于美国庞大且日益老化的航空旅行网络面临的相同根本挑战。随着更深入的调查探究这些事件,我们需要找到解决方案,以更新它们暴露的过时的 IT 系统和业务实践,并且我们必须改变我们资助 FAA 的方式,FAA 的监管活动支撑着整个美国航空旅行系统。

NOTAM 失败的原因是 FAA 承包商从重要的飞行计划系统中删除了文件,据该机构称,该系统依赖于“正在失效的旧硬件”。此前,多位行业利益相关者呼吁增加联邦政府对 FAA 的拨款,美国航空协会和其他组织指出,需要不受选举周期影响的可靠资金。值得庆幸的是,我们可以借鉴下一代航空运输系统 NextGen 的成功项目,NextGen 是 FAA 内的一个项目,旨在实现美国国家空域系统 (NAS) 的现代化,作为改革的典范。

西南航空公司的崩溃发生在缓慢移动的暴风雪,伴随着零下 40 华氏度的寒风,席卷了丹佛和芝加哥,这两个是其最大的枢纽。这使其过时的航班管理系统不堪重负,该系统在一个主要的点对点机场网络内运行,与其他航空公司使用的枢纽辐射型模式相比,该网络更容易受到干扰。作为背景,到 12 月 24 日,即天气事件的第三天,西南航空公司还在管理异常多的员工请病假,每小时取消 55 个航班,而美国航空公司的主线服务每小时仅取消 4 个航班。

虽然西南航空公司和美国交通部正在进行调查,以帮助确定根本原因,但显而易见的是,与 NOTAM 的失败一样,西南航空公司的系统需要升级,并且在受到压力时无法适应。该航空公司计划今年在 IT 升级和更换其航班调度系统上花费 10 亿美元,但它还必须愿意改革其商业模式。例如,西南航空公司可以在重大天气事件发生前更积极地取消航班,并修复劳工协议,允许飞行员在下雪时以电子方式确认任务。幸运的是,其他航空公司也有如何使航空旅行更强大的例子。

强大的网络有助于隔离延误,帮助航空公司更快地恢复正常运营。我采访了美国航空公司前机组系统和技术主管 Timothy L. Jacobs,他和他的同事在美国航空公司设计了强大的网络,使用“枢纽隔离”和“机组人员与飞机”概念,将相同的飞机和机组人员分配给使用相同枢纽的往返航程,例如,达拉斯到波士顿和波士顿到达拉斯。如果达拉斯到波士顿的航段被取消,则更容易防止延误蔓延到其他枢纽,因为您可以将机组人员和飞机都留在达拉斯,在那里您希望他们执行下一对航班。相比之下,西南航空公司的点对点网络使得遏制航班中断更加困难。

西南航空公司的崩溃突显了我们航空运输系统的复杂性和互联性。这部分解释了为什么空中交通管制 (ATC) 系统现代化如此具有挑战性,以及为什么资金改革如此必要。这就是 NextGen 发挥作用的地方。通过 NextGen,FAA 正在使用新的功能(如“精确卫星导航、空中交通管制员和飞行员的数据链路通信以及集成的天气系统”)实现 NAS 的现代化。

NextGen 源于 2003 年国会授权,要求 FAA 与多个组织和联邦机构合作,制定到 2025 年实现 NAS 现代化的计划。虽然 FAA 及其行业合作伙伴在过去 20 年中实现了重要的里程碑,但监察长办公室的一份 2021 年报告发现,“由于项目延期导致其他项目出现连锁延误,FAA 在整合关键的 NextGen 技术和能力方面遇到了困难。”这既是由于 NextGen 的资金短缺造成的,包括 美国航空、达美航空联合航空 的首席执行官在内的多位利益相关者对此表示谴责,也是由于 FAA 缺乏可靠的资金来源。然而,对于 FAA 是否应该继续领导这些努力,存在分歧。2014 年,FAA 的管理咨询委员会建议成立一个单独的组织,可能效仿 加拿大导航公司 (NAV CANADA)。加拿大导航公司成立于 1996 年,是一家负责运营和管理加拿大民用空域的私营组织。美国 ATC 私有化的倡导者指出,不仅在支出方面,而且在从航空公司、无人机运营商和空中交通的潜在新用户收取费用方面,都具有更大的灵活性,这将提供一个更公平和稳定的资金来源,摆脱政治的影响。

即使不创建新的监管机构,我们也可以借鉴 NextGen 的成功经验来帮助规划未来的现代化。我与美国航空公司集成运营中心分析主管 Tim Niznik 进行了交谈,他参与了夏洛特和达拉斯的 NextGen 项目,该项目建议飞机何时应从登机口撤回,以避免长时间的出发排队,并更有效地汇入天空中的“高速公路”。在项目开始时,研究人员假设像高速公路匝道上用于控制车辆汇入的交通信号灯一样的计量方法会奏效,但发现考虑到航路信息的虚拟队列效果更好。Niznik 将此比作“天空中的 Waze”,其中对天空拥堵的了解可以帮助航空公司更好地规划其航线和起飞时间,以及他们应该何时从登机口撤回。

虽然这看起来很简单,但 Niznik 指出,这“是对机场运营系统的重大改革,它将 FAA 内的不同 [系统] 连接起来,以连接地面运营和航路运营。” Niznik 将该项目的成功归因于多种因素,包括强大的利益相关者参与、敏捷的软件开发流程以及 NASA(与 FAA 共同领导该项目)拥有可靠的资金来源,可以应对意想不到的挑战。

在我们航空旅行系统发生这两次历史性故障之后,我认为现在是我们认识到需要进行重大的技术和资金改革的时候了,从航空公司层面到 FAA 本身。西南航空公司和 FAA 的崩溃都向我们展示了将过时的基础设施和实践留在原地的危险。当我们今年接近 FAA 重新授权时,我希望航空业及其监管机构再次创造历史——这一次是以积极的方式——通过借鉴成功项目中吸取的教训,国会提供充足和稳定的资金,以及研究和新技术获得应有的优先地位。

这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

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