我们能做些什么来确保美国联邦航空局和西南航空公司的惨败不再发生?

或许人们并未意识到，1月经历联邦航空管理局（FAA）航行通告系统（NOTAM）故障，或12月经历西南航空系统瘫痪的旅客，其实已成为历史的一部分。NOTAM的中断是自9·11事件以来，FAA首次暂停美国境内所有航班的起飞。根据FlightAware的数据，短短几小时的地面停飞就导致空中交通系统出现巨大延误，五分之三的航班被延误或取消，平均延误时间接近90分钟。此前几周，由于西南航空系统崩溃，导致连续一周出现前所未有的航班取消量，迫使其放弃自动化决策支持工具，回归人工方式重新安排复杂的航班、飞机和机组人员排班。12月22日至29日期间，西南航空取消了超过一半的预订航班，共计超过15,700个航班被取消，导致2022财年第四季度即时损失6.2亿美元，并预计因运营中断带来的持续影响，第一季度还将额外损失3亿至3.5亿美元。这些失败源于美国航空旅行网络所面临的相同根本性挑战：系统规模庞大、日益陈旧。随着深入调查的展开，我们必须找到更新陈旧信息技术系统和商业实践的解决方案，并必须改变对FAA的资助方式，因为FAA的监管活动支撑着整个美国航空旅行系统。FAA称，NOTAM故障是由于承包商删除了关键航班规划系统中的文件所致，而该系统依赖“正在失效的老式硬件”。这发生于多个行业利益相关方呼吁增加对FAA联邦资助之后，美国航空公司协会（A4A）及其他组织也指出，有必要获得不受选举周期影响的稳定资金来源。幸运的是，我们可以借鉴FAA的NextGen（新一代航空系统）项目中的成功案例作为改革模板。NextGen是FAA旗下的一个项目，旨在现代化美国国家空域系统（NAS）。西南航空的崩溃始于缓慢移动的暴风雪席卷丹佛和芝加哥——这是其两个最大的枢纽机场，当时温度风寒指数低至零下40华氏度。这令其过时的航班管理系统不堪重负，该系统主要基于点对点机场网络，相较于其他航空公司采用的“枢纽-辐条”模式更容易受到干扰。作为背景参考，12月24日——该天气事件的第三天，西南航空还面临着异常高数量的员工因病请假，因此每小时取消55个航班，而美国航空主干航线每小时仅取消4个航班。尽管西南航空和美国交通部的调查仍在进行中，以帮助识别根本原因，但可以明确的是，与NOTAM故障一样，西南航空的系统亟需升级，且在压力下无法适应。该公司计划今年投入10亿美元用于IT升级和航班调度系统的替换，但它还必须愿意改革其商业模式。例如，西南航空可以在重大天气事件前更加果断地取消航班，并修改劳动协议，允许飞行员在下雪时通过电子方式确认航班任务。幸运的是，其他航空公司也提供了如何使航空旅行更具抗风险能力的范例。稳健的网络有助于隔离延误，帮助航空公司更快恢复正常运营。我采访了美国航空前乘务系统与技术主管蒂莫西·L·雅各布斯（Timothy L. Jacobs），他与同事利用“枢纽隔离”和“机组与飞机”概念，在该航空公司设计了稳健的网络，即将同一机组和飞机分配到往返使用相同枢纽的航班上，例如达拉斯飞波士顿和波士顿飞达拉斯。如果达拉斯飞往波士顿的航班被取消，就更容易防止延误扩散到其他枢纽，因为机组和飞机可以留在达拉斯，为下一组航班做好准备。相比之下，西南航空的点对点网络使得航班中断更难以控制。西南航空的崩溃凸显了我们航空运输系统的复杂性和互联性。这在一定程度上解释了为什么空中交通管制（ATC）系统的现代化如此困难，也说明为什么资金改革如此必要。这正是NextGen的作用所在。借助NextGen，FAA正在通过“精确卫星导航、数据链通信以及整合天气系统”等新技术现代化NAS。NextGen起源于2003年的一项国会命令，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。尽管在过去的20年中，FAA及其行业合作伙伴已实现了许多重要里程碑，但美国监察长办公室2021年的一份报告指出，“由于项目延期导致其他项目也出现连锁延迟，FAA在整合关键NextGen技术和能力方面一直面临困难。” 这源于NextGen资金的不足，多家利益相关方，包括美国航空、达美航空和联合航空的首席执行官都对此表示不满，也源于FAA缺乏稳定的资金来源。然而，对于FAA是否应继续领导这些工作，人们意见不一。2014年，FAA管理咨询委员会建议成立一个独立组织，可能以加拿大NAV CANADA为模型。NAV CANADA成立于1996年，是一家负责管理和运营加拿大民用空域的私营组织。美国ATC私有化的支持者指出，私有化不仅能带来在资金使用上的更大灵活性，还能向航空公司、无人机运营商等潜在新用户收取费用，从而提供一种更为公平和稳定的资金来源，不受政治因素影响。即使不创建新的监管机构，我们也可以借鉴NextGen的成功经验，为未来的现代化提供参考。我与美国航空综合运营中心分析主管蒂姆·尼兹尼克（Tim Niznik）进行了交谈，他参与了在北卡罗来纳州夏洛特和达拉斯开展的NextGen项目，该项目建议飞机何时从停机位撤离以避免漫长的起飞排队，并更高效地汇入“天空中的高速公路”。在项目启动前，研究人员假设使用类似于高速匝道交通信号的配额方式是有效的，但最终发现结合途经信息的虚拟排队方式更有效。尼兹尼克将其比作“天空版的Waze”，通过了解天空中的拥堵情况，航空公司可以更好地规划航线、起飞时间，以及何时从登机口撤离。尽管这看似简单，但尼兹尼克指出，这“是一次对机场运营系统的重大变革，将FAA内部的不同系统连接在一起，整合了地面运营和航路运营。” 尼兹尼克将该项目的成功归功于多个因素，包括利益相关方的积极参与、敏捷的软件开发流程，以及与FAA共同领导该项目的美国宇航局（NASA）拥有可靠的稳定资金来源，能够应对意外挑战。在我们航空系统这两次历史性失败之后，我认为现在是时候认识到，从航空公司到FAA本身，都亟需重大的技术和资金改革。西南航空和FAA的系统崩溃已经向我们展示了维持陈旧基础设施和做法的危险。在我们今年迎来对FAA授权更新之际，我希望航空业及其监管机构能够再次创造历史——这一次，以积极的方式，通过借鉴成功项目的经验教训，国会提供充足且稳定的资金，并确保研究和新技术获得应有的优先发展。本文为观点与分析文章，作者或作者们的观点不一定代表《科学美国人》的立场。