或許在不知不覺中，經歷了一月份美國聯邦航空管理局（FAA）的航空系統通知（NOTAM）系統中斷或十二月份西南航空公司崩潰的航空旅客成為了歷史的一部分。
NOTAM 中斷是自 9/11 以來 FAA 首次暫停所有美國國內出發航班。根據FlightAware的資料，這次僅持續幾個小時的地面停飛導致航空運輸系統出現巨大的延誤，導致五分之三的航班延誤或取消，平均延誤時間接近 90 分鐘。
幾周前，由於西南航空公司的崩潰，超過一週的時間裡發生了前所未有的航班取消量，迫使該航空公司放棄其自動化決策支援工具，轉而讓員工手動將其複雜的航班、飛機和機組人員時刻表網路重新組合在一起。從 12 月 22 日到 29 日，西南航空公司取消了略多於一半的計劃航班，造成超過 15,700 次取消，直接損失 2022 財年第四季度 6.2 億美元，以及由於“運營中斷帶來的收入拖累”而預計第一季度額外損失 3 億至 3.5 億美元，據西南航空高管稱。
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這兩次故障都源於美國龐大且日益老化的航空旅行網路面臨的相同根本挑戰。隨著更深入的調查探究這些事件，我們需要找到解決方案，以更新它們暴露的過時的 IT 系統和業務實踐，並且我們必須改變我們資助 FAA 的方式，FAA 的監管活動支撐著整個美國航空旅行系統。
NOTAM 失敗的原因是 FAA 承包商從重要的飛行計劃系統中刪除了檔案，據該機構稱，該系統依賴於“正在失效的舊硬體”。此前，多位行業利益相關者呼籲增加聯邦政府對 FAA 的撥款，美國航空協會和其他組織指出，需要不受選舉週期影響的可靠資金。值得慶幸的是，我們可以借鑑下一代航空運輸系統 NextGen 的成功專案，NextGen 是 FAA 內的一個專案，旨在實現美國國家空域系統 (NAS) 的現代化，作為改革的典範。
西南航空公司的崩潰發生在緩慢移動的暴風雪，伴隨著零下 40 華氏度的寒風，席捲了丹佛和芝加哥，這兩個是其最大的樞紐。這使其過時的航班管理系統不堪重負，該系統在一個主要的點對點機場網路內執行，與其他航空公司使用的樞紐輻射型模式相比，該網路更容易受到干擾。作為背景，到 12 月 24 日，即天氣事件的第三天，西南航空公司還在管理異常多的員工請病假，每小時取消 55 個航班，而美國航空公司的主線服務每小時僅取消 4 個航班。
雖然西南航空公司和美國交通部正在進行調查，以幫助確定根本原因，但顯而易見的是，與 NOTAM 的失敗一樣，西南航空公司的系統需要升級，並且在受到壓力時無法適應。該航空公司計劃今年在 IT 升級和更換其航班排程系統上花費 10 億美元，但它還必須願意改革其商業模式。例如，西南航空公司可以在重大天氣事件發生前更積極地取消航班，並修復勞工協議，允許飛行員在下雪時以電子方式確認任務。幸運的是，其他航空公司也有如何使航空旅行更強大的例子。
強大的網路有助於隔離延誤，幫助航空公司更快地恢復正常運營。我採訪了美國航空公司前機組系統和技術主管 Timothy L. Jacobs，他和他的同事在美國航空公司設計了強大的網路，使用“樞紐隔離”和“機組人員與飛機”概念，將相同的飛機和機組人員分配給使用相同樞紐的往返航程，例如，達拉斯到波士頓和波士頓到達拉斯。如果達拉斯到波士頓的航段被取消，則更容易防止延誤蔓延到其他樞紐，因為您可以將機組人員和飛機都留在達拉斯，在那裡您希望他們執行下一對航班。相比之下，西南航空公司的點對點網路使得遏制航班中斷更加困難。
西南航空公司的崩潰突顯了我們航空運輸系統的複雜性和互聯性。這部分解釋了為什麼空中交通管制 (ATC) 系統現代化如此具有挑戰性，以及為什麼資金改革如此必要。這就是 NextGen 發揮作用的地方。透過 NextGen，FAA 正在使用新的功能（如“精確衛星導航、空中交通管制員和飛行員的資料鏈路通訊以及整合的天氣系統”）實現 NAS 的現代化。
NextGen 源於 2003 年國會授權，要求 FAA 與多個組織和聯邦機構合作，制定到 2025 年實現 NAS 現代化的計劃。雖然 FAA 及其行業合作伙伴在過去 20 年中實現了重要的里程碑，但監察長辦公室的一份 2021 年報告發現，“由於專案延期導致其他專案出現連鎖延誤，FAA 在整合關鍵的 NextGen 技術和能力方面遇到了困難。”這既是由於 NextGen 的資金短缺造成的，包括 美國航空、達美航空和 聯合航空 的執行長在內的多位利益相關者對此表示譴責，也是由於 FAA 缺乏可靠的資金來源。然而，對於 FAA 是否應該繼續領導這些努力，存在分歧。在2014 年，FAA 的管理諮詢委員會建議成立一個單獨的組織，可能效仿 加拿大導航公司 (NAV CANADA)。加拿大導航公司成立於 1996 年，是一家負責運營和管理加拿大民用空域的私營組織。美國 ATC 私有化的倡導者指出，不僅在支出方面，而且在從航空公司、無人機運營商和空中交通的潛在新使用者收取費用方面，都具有更大的靈活性，這將提供一個更公平和穩定的資金來源，擺脫政治的影響。
即使不建立新的監管機構，我們也可以借鑑 NextGen 的成功經驗來幫助規劃未來的現代化。我與美國航空公司整合運營中心分析主管 Tim Niznik 進行了交談，他參與了夏洛特和達拉斯的 NextGen 專案，該專案建議飛機何時應從登機口撤回，以避免長時間的出發排隊，並更有效地匯入天空中的“高速公路”。在專案開始時，研究人員假設像高速公路匝道上用於控制車輛匯入的交通訊號燈一樣的計量方法會奏效，但發現考慮到航路資訊的虛擬佇列效果更好。Niznik 將此比作“天空中的 Waze”，其中對天空擁堵的瞭解可以幫助航空公司更好地規劃其航線和起飛時間，以及他們應該何時從登機口撤回。
雖然這看起來很簡單，但 Niznik 指出，這“是對機場運營系統的重大改革，它將 FAA 內的不同 [系統] 連線起來，以連線地面運營和航路運營。” Niznik 將該專案的成功歸因於多種因素，包括強大的利益相關者參與、敏捷的軟體開發流程以及 NASA（與 FAA 共同領導該專案）擁有可靠的資金來源，可以應對意想不到的挑戰。
在我們航空旅行系統發生這兩次歷史性故障之後，我認為現在是我們認識到需要進行重大的技術和資金改革的時候了，從航空公司層面到 FAA 本身。西南航空公司和 FAA 的崩潰都向我們展示了將過時的基礎設施和實踐留在原地的危險。當我們今年接近 FAA 重新授權時，我希望航空業及其監管機構再次創造歷史——這一次是以積極的方式——透過借鑑成功專案中吸取的教訓，國會提供充足和穩定的資金，以及研究和新技術獲得應有的優先地位。
這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。