[发明专利]一种基于排队论的机场安检效率优化方案评估方法

说明书

一种基于排队论的机场安检效率优化方案评估方法，包括以下步骤：1)建立乘客到达时间生成模型，通过输入乘客相继到达的间隔时间分布参数，生成乘客到达时间；2)输入安检各部分所能容纳队列的最大长度；3)建立安检各服务所需时间生成模型，确定安检服务数量和各服务通道数量，并通过输入各服务所需的时间分布参数，生成每个乘客每个服务所需时间；4)对安检队伍的行进进行算法设计，得到队伍在任何时间点的准确信息，对于任意一个乘客，进行迭代信息计算，直到所有乘客都移出当前队列；5)计算排队系统的衡量指标。本发明准确率高，计算复杂度低，多参数输入，优化安检队列等待长度与等待时间。

技术领域

本发明涉及运筹学、分布式参数优化领域。具体是指一种基于排队论的机场安检效率优化方案评估方法。

背景技术

自美国911事件发生以来，机场的安检工作受到了前所未有的重视。再加上近年来频发的国内航班迫降，各地机场都在完善加严安检工作，但与此同时，安检工作力度的加强势必会导致一系列问题的发生，例如延长乘客的等待时间以及使机场的吞吐量降低，从而在机场高峰时期造成队列拥堵。为了解决这个问题，机场应该增加安检通道以及使安检通道各个环节之间的距离更加合理，综合考虑每个乘客安检各环节的大致时间的因数，优化安检队列等待长度与等待时间。

发明内容

为了克服现有的机场安检方式的效率较低的不足，本发明的目的是针对上述机场安检队列长度与等待时间优化问题提供一种准确率高、计算复杂度低、多参数输入的机场安检效率优化方案评估方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于排队论的机场安检效率优化方案评估方法，包括以下步骤：

1)建立乘客到达时间生成模型，通过输入乘客相继到达的间隔时间分布参数，生成乘客到达时间；

2)输入安检各部分所能容纳队列的最大长度；

3)建立安检各服务所需时间生成模型，确定安检服务数量和各服务通道数量，并通过输入各服务所需的时间分布参数，生成每个乘客每个服务所需时间；

4)对安检队伍的行进进行算法设计，得到队伍在任何时间点的准确信息，对于任意一个乘客，进行迭代信息计算，直到所有乘客都移出当前队列；

5)计算排队系统的衡量指标，所述衡量指标包括各个服务的平均队列长度和平均逗留时间，所述平均队列长度是指系统内乘客数的数学期望；所述平均逗留时间是指乘客在安检通道中逗留的时间。

进一步，所述步骤1)中，设定乘客到达的时间间隔服从的负指数分布，其中分布参数为单位时间内到达队列的乘客数；通过Matlab中的exprnd()函数生成按上述分布的时间间隔，并通过cumsum()函数得到乘客到达时刻；用默认的乘客到达时间分布参数进行仿真。

再进一步，所述步骤3)中，对于服从参数μ的服务，其中μ为单位时间内一个服务台所能服务的乘客数量，如果同时开通了n个相同的服务台，则将n个服务台看成一个参数为nμ的服务台，同时该服务队列的容纳量扩大n倍。

更进一步，所述步骤4)中，计算当前所处服务队列长度，如果当前队伍长度小于该队伍容纳量，则到达该队伍时刻等于离开上一个队列时刻，否则，到达该队伍时刻等于该队列目前正在处理乘客的离开时间进入该队列后，如果队列中没人等待，责经过服务时间后直接进入下一个服务队列，若有人等待，则离开该队列时间等于前一个人离开该服务的时间加本服务服务时间。

本发明的技术构思为：针对机场安检队列长度与等待时间优化问题，基于排队论的理论基础，以乘客到达分布参数，不同队列数量，各个安检过程时间分布参数等作为输入参数，仿真出一段时间内机场每个乘客的等待时间以及模拟出各个时间内等待队列的长度。通过该评估方法的使用能够非常方便地对机场规划的各个方案进行性能预估，为机场改造提供意见。