基于虚拟排队系统的机场分类安检最优通道数量研究

由于出行方式的多样化、出行成本的降低和人民生活水平的提高，人们选择乘飞机出行的概率不断增大，机场旅客吞吐量快速增长，安检工作人员的压力不断攀升，旅客的等待时间也逐渐增加，传统安检模式已显现出其局限性。为了应对这一挑战，本文提出了一种新的解决方案，即采用基于虚拟排队系统的分类安检模式。该模式通过引入虚拟排队系统和分类安检，为旅客提供了更便捷的安检体验，能够有效缓解传统安检模式下的排队压力。为了评估两种安检模式之间的差异，本文通过建立两种安检模式下的成本函数，得到使得成本最低的各类安检通道数量，同时综合考虑旅客等待时间的需求。通过数值模拟，研究结果充分表明了虚拟排队分类安检模式在成本方面的优势。尽管其实施需要一定的投资成本，但从长远来看，这种新模式将为机场带来显著的成本节约和效率提升，进而提高旅客的满意度，增强机场的竞争力。

在当今全球化和快节奏的生活方式下，越来越多的人选择乘坐飞机出行。中国民用航空局《2022 年全国民用运输机场生产统计公报》[1]数据表明， 2013 年至2019 年， 机场旅客吞吐量逐年增长， 从75430.9万人次增加至135162.9 万人次。2020 年至2022 年，由于受到新冠肺炎疫情的影响，机场旅客吞吐量有较大程度上的减少，但乘坐飞机出行仍然是一个不可替代的选择。并且随着生产、生活的逐步恢复，机场的旅客吞吐量迅速恢复到之前的增长趋势。然而，随着恐怖袭击和其他安全问题的频发，机场安检变得越来越重要。机场安检是保障国家安全、旅客生命财产安全和维护社会稳定的必要手段之一。《“十四五”民用航空发展规划》坚持安全发展底线和智慧民航建设主线，加快构建更为安全、更高质量、更有效率、更加公平、更可持续的现代民航体系[2]。

在机场，旅客需要排队值机、安检和登机等程序，这不仅会耗费大量的时间和精力，还可能对旅客及机场的工作人员的身体和心理造成压力[3]。同时，由于安检程序的复杂性和旅客流量的不稳定性，安检排队拥堵问题也时常发生。安检排队时间长不仅会降低旅客的满意度，还会对机场的效率和经济效益造成负面影响。因此，机场旅客安检排队问题一直是困扰旅客和机场管理方的一个重要问题。为了改善这种情况， 本文提出一种解决方案——基于虚拟排队系统的机场分类安检， 并进行数值模拟以验证其效果。

本文的工作主要与两类文献相关。第一类是关于机场分类安检问题的文献：上世纪末，美国机场海关使用一种带有选择性的预先检查系统，当旅客出示证件时，旅客的信息被上传到该系统，安检工作人