虚拟排队系统在机场安检中的应用

虚拟排队系统在机场安检中的应用
民航业在出行方面为人们的生活提供了便利，但是，我国机场安检口经常出现人满为患的景象，在排队等待安检的过程中浪费了大量的时间，极大地影响了乘客对机场服务的满意度。

机场在不会对乘客满意度产生负面影响的前提下，不断寻求能够降低安全成本的机会。

因此，如何快速高效地缓解乘客排队等待问题，已经成为机场提升服务和管理水平的一个不容忽视的问题。

标签：虚拟排队；机场安检；运营成本
Abstract：The civil aviation industry has provided con venience for people’s lives in terms of travel. However，the airport security checkpoints in China are often overcrowded，wasting a lot of time in the process of queuing up for security checks，which has greatly affected the passenger satisfaction to the airport service. Under the premise of not having a negative impact on passenger satisfaction，airports continue to seek opportunities to reduce security costs. Therefore，how to alleviate the passenger queuing problem quickly and efficiently has become a problem that can not be ignored to improve the service and management level of the airport.
Keywords：virtual queue；airport security check；operation cost
1 概述
1.1 本文研究背景
客运量的增长、航空业日益激烈的竞争以及乘客对于服务质量的需求日益增长，这些因素使得机场的未来面临着诸多挑战[1]。

这些挑战包括成本日益上升，收入增长受限以及客户群体的不满意度日益增加[2]。

但是，削减安全预算是有风险的，因为这会增加安检队列数。

队列数增加会影响客户对于机场的满意度。

虚拟排队系统试图通过允许客户接收回叫而不是排队等待来解决后一个问题。

虚拟排队并没有消除等待时间，但它确实改变了顾客的看法，因为客户可以继续干自己的事。

在提供虚拟排队和保留等待之间选择时，大约一半的客户选择虚拟排队[3]。

当顾客对于安检的需求处于高峰时，这种波动会产生排队高峰，而在需求低迷期间又会出现资源的浪费。

虚拟队列可以被解释为等待进入真实队列的无形的乘客线。

在这种情况下，这个概念是将时间窗口（以下简称TW）分配给乘客，让他们在特定的时间间隔内进入优先通道。

这是一个通过将需求从高峰时段转移到空闲时段来提供重新分配旅客到达时间的过程。

1.2 现有虚拟排队
餐厅、游乐园和呼叫中心利用人们灵活的时间安排，缩短客人的排队时间。

但是，机场安检部门必须考虑航班起飞时间表。

从排队的角度来看，这些条件使得这个过程变得更加复杂。

虽然有几篇关于机场相关问题的论文，但他们通常涉及飞机起飞过程和可用跑道的数量[4]和机组人员调度[5]。

据我们所知，只有Narens描述了处理虚拟排队对机场运营的潜在影响，他声称给予航空公司旅客特定的TWs，那么他们到达安检处时可以减少排队时间，乘客几乎不需要排队等待，那么对于很多机场来说，这就减少了旅客的总等候时间[6]。

2 机场虚拟排队系统
2.1 虚拟排队的含义
虚拟排队方法是均衡机场客流量，将一部分高峰期的安检需求转移到非高峰时期，使整体的安检需求趋势更加平缓，也避免了大量乘客在短期内同时到达造成的排队拥挤的情况。

这样可以减少高峰时期的排队乘客的平均等待时间[7]。

2.2 现有机场虚拟排队系统
目前辛辛那堤/北肯塔基国际机场已经用上了一套追踪手机的系统来减少排队时间，且该机场是第一家用上这套系统的美国机场。

根据普渡大学的计算，安检排队时间已经减少了1/3，平均等待时间从13.2分钟降到了8.9分钟。

在特定区域内安置好传感器，通过蓝牙或者Wi-Fi寻找游客所持设备（例如手机、平板等）的唯一标识符，以此计算特定区域内旅客数量。

在该案例里，对应的就是计算安检时每个队列的人流量。

旅客能得知需要等待的时间，而机场也能更好地调配人手。

上海机场为了方便旅客，推出了一条试运行安检通道：互联网+通道，实现了线上实名注册、线下快速安检模式。

3 虚拟排队模拟
西欧某大型国际机场（以下简称WE）在2003年至2008年期间的安检人员数量已经从2000增加至4000人左右，同期总安全成本增加了75%。

3.1 参数设置
为了建立一个模拟模型，有必要确定所有的相关参数：航班时刻表，乘客载客率（实际乘客人数和可用座位之间的比率），乘客到达分布和乘客中轉率。

后者表示通过抵达航班应该到达的机场的乘客的百分比，并且在中转航班上起飞，因此不必通过安检。

3.2 建立模型
目前，乘客必须先加入普通队列，在某个特定的时间将其分成多个小队列，
然后通过安全检查。

进入虚拟队列的乘客绕过普通队列，并在到达安检口时被分配到各个安检通道队列。

总等待时间是每一部分中等待时间的总和。

在VQ原则下，乘客的排队过程有所改变，旅客的排队过程因为加入了虚拟队列而被改变，虚拟队列中的是时间窗（以下称为TW）旅客。

VQ过程不需要单独的安检通道。

当安检通道中的旅客被分散到更小的队列时，虚拟队列和普通队列的乘客将汇合。

此时，虚拟队列中的乘客优先于普通队列中的乘客进入安检通道。

4 虚拟排队的效果
4.1 减少安检人员和成本
研究表明：星期二和星期六所需工时和日成本的最大可能减少量分别为17.5%和6.4%。

实际上几乎所有的模拟情景都可以达到这两个百分比。

安检人员的年节约成本可能达到约80万欧元。

4.2 减少排队等待的时间
当未实施虚拟排队时，乘客的等待时间在15分钟左右；实施部分虚拟排队时，乘客的等待时间为11分钟左右；当实施全部虚拟排队时，乘客的等待时间为3.5分钟左右。

这说明，虚拟排队系统的确能降低乘客的排队等待时间，并且虚拟排队系统较实际排队的比重越大，这种排队时间就减少的越明显。

5 結束语
在欧洲一个主要机场进行的案例研究表明，VQ的应用可以在降低平均等待时间和运营成本方面带来显着的效益。

在安检人员数量不变的情况下，机场的虚拟队列也许能够使得队列缩短成为可能，或在排队时间不变的情况下减少安检人员的数量。

由于机场最担心的是安全成本的增加，因此VQ的应用可以减少机场安检人员的数量，同时不会增加平均旅客等待时间。

我们研究的结果可能会导致机场在人员，资源和航站楼空间的需求上发生变化，并有助于提高全球机场的运营效率和降低运营成本。

参考文献：
[1]Robert de Lange. Virtual queuing at airport security lanes[J]. European Journal of Operational Research，2013，1（225）：153-165.
[2]程明，梁文娟.机场安检人员工作压力源及影响因素研究[J].中国安全生产科学技术，2011，7（01）：63-67.
[3]Merriman， D.m. The Total Economic Impact of Virtual Hold’s Virtual Queuing Solutions. Forrester Consulting，Cambridge. 2006.
[4]Daniel，Joseph I. Congestion pricing and capacity of large hub airports：
abottleneck model with stochastic queues. Econometrica，1995，63（2）：327-370.
[5]Azmat，Carlos S.，Wider，Marino. A case study of single shift planning and scheduling under annualized hours：a simple three-step approach. European Journal of Operational Research，2004，153：148-170.
[6]Narens，J. Virtual queuing could it be a reality for airports？Industrial Engineer，2004，11（12）：32-37.
[7]张鑫渝.机场安检过程乘客的虚拟排队方法研究[D].天津：中国民航大学，2016.。