隨機服務系統在出入境邊防檢查中的應用

摘 要：采用隨機服務系統理論，利用深圳市某陸路口岸旅客通關數據，對口岸出入境旅檢大廳的旅客到達率進行計算，在此基礎上分析了人工通道、自助通道的排隊規律，提出了自助通道的

隨機服務系統又稱排隊論，源于電話服務理論，是研究系統由于隨機因素的干擾而出現排隊或擁塞現象的規律性的一門學科，它適用于一切服務系統。文章在深圳市某陸路口岸（以下簡稱A口岸）通關實踐的基礎上，采集旅客通關流量數據，并針對口岸出入境隨機服務狀況進行研究，以希望建立實用分析法，完善邊檢出入境通關模式，使得旅客與“提服”機制互達平衡，確保口岸暢通有序。

1 A口岸出入境邊防檢查情況

A口岸分為出入境旅檢大廳、出入境車輛檢查通道，驗放對象可分為：貨車、巴士、私家車、旅客。旅客在A口岸出境的一般交通流程為：旅客到達口岸→旅客在旅檢大廳通關→旅客搭乘交通工具→旅客出境。旅客在A口岸入境的一般交通流程為：旅客到達口岸→旅客離開交通工具→旅客在旅檢大廳通關→旅客入境。

2 A口岸隨機服務系統的組成和特征

2.1 輸入對象

（1）旅客總體數量為有限。（2）旅客到達口岸的方式為零散或批量。（3）旅客到達口岸的時間間隔分別為確定型（旅客巴士、學生巴士等）和隨機型（貨車、私家車等）。a.實際中，旅客巴士所載乘客數量不定，隨機性較強。b.學生巴士所載人數在總人數中所占比例較小。故旅客到達口岸時間可考慮泊松（Poisson）分布。

2.2 排隊規則

（1）隨機服務系統的排隊規則均為先到先服務，按性質可分為三類：損失制、等待制、混合制。當旅客到達口岸，發現驗放通道繁忙時，旅客會按照先后順序進行排隊等候服務，故A口岸旅檢大廳隨機服務系統的排隊規則為等待制。（2）排隊隊列為單列（人工通道）或多列（自主通道）。

2.3 服務方式

（1）服務方式可以是單通道、多通道。（2）在多通道模式下，顧客排隊可以是單隊（蛇形通道），也可以是平行多隊（自助通道）。（3）旅客被驗放時間為隨機變量，服從負指數分布。

3 A口岸隨機服務系統模型

這里以旅客在A口岸出入境旅檢大廳為例。

3.1 單隊單通道等待制隨機服務模型M/M/1（自助通道）

旅客若持有采集過生物信息的往來港澳通行證等證件時，出入境時可走自助通道。目前，全國各口岸的自助通道均采用單隊單通道等待制隨機服務系統模式，即旅客過自助通道時需在通道前排成平行單列長隊。設出入境旅檢大廳開放n個自助通道，各個通道之間互相獨立。在自助通道模式下，相當于將旅客到達率平均分配給n個通道。故此時可用單隊單通道隨機服務模型M/M/1計算相應數值。旅客到達口岸服從泊松分布，記其參數為λ1=λ/n。

（1）旅客到達口岸為泊松流，參數為λ1。（2）驗放時間服從負指數分布，平均服務率為μ。（3）空閑率。因自助通道為單人通道，嚴禁尾隨，故該系統構成一個生滅過程。可以證明，當ρ<1時，系統存在平穩分布。此時：

？籽0=1-？籽=1-■

（4）系統中的旅客均值Ls。

Ls=■

（5）正在接受驗放的旅客均值L服。

L服=ρ

（6）系統內候檢的旅客均值Lq。

Lq=Ls-L服=■

（7）旅客在系統中的平均停留時間Ws。

Ws=■

（8）旅客的平均候檢時間Wq。

Wq=■

3.2 單隊多通道等待制隨機服務系統模型M/M/n（人工通道）

旅客出入境可走自助通道、人工通道。旅客通過人工通道時往往需在蛇形通道內排成單列長隊。當前方任意驗證臺出現空閑，咨詢引導崗工作人員都會引導旅客前往空閑驗證臺接受驗放服務。這種隨機服務系統，記作M/M/n。

4 A口岸隨機服務系統的計算

4.1 數據

（1）A口岸出入境旅檢大廳最大可開放6個人工通道、5個自助通道。文章設定均為6個，通道之間相互獨立。（2）由于“提服”工作的順利開展，邊檢工作程序規范化，單個旅客的平均驗放時間可設為常數45秒。（3）以A口岸出境大廳旅客流量為例：a.一周之中，周一至周四人數較少，周五至周日人數較多。b.通過分差計算可知平均旅客到達率為5.93人/分鐘。（4）根據上文中M/M/1、M/M/n兩種隨機服務系統模型相關公式，可以計算出A口岸旅客通關驗放的各項指標，結果為：M/M/1：候檢時間2.19分鐘，停留時間2.94分鐘；M/M/n：候檢時間0.39分鐘，停留時間1.14分鐘。

4.2 分析

（1）計算結果分析。在相同旅客流量的條件下，旅客在人工通道通關所花候檢時間和停留時間最少，即人工通道優于自助通道，M/M/n系統優于M/M/1系統。（2）服務強度分析。當ρ<1時，系統處于相對穩定；當旅客增加時，ρ增大，旅客候檢時間與停留時間將隨之增加，若不采取相應措施，口岸服務質量將下降；當ρ>1時，有限時間內邊檢無法完成所有旅客驗放服務。（3）結論。a.出入境邊防檢查過程中的旅客通關驗放可以運用隨機服務系統模型進行分析。b.為加快旅客驗放和提高邊檢服務水平，在設計邊檢通關模式時，應優先考慮采用效率較高的M/M/n隨機服務系統。

5 隨機服務系統在出入境邊防檢查中的其他應用

5.1 自助通道的優化設計

目前，我國各大口岸的自助通道均采用M/M/1系統模型。根據前文可知，M/M/n系統驗放效率高于M/M/1系統。M/M/n系統本質上是在M/M/1系統的基礎上進行旅客集中后再按需分配的過程。設計1、設計2、設計3的基本理念均為在自助通道前設置咨詢引導崗，崗哨數量可視工作人員能力、實際需要而定。此設計對比M/M/1模型的自助通道有如下優勢：（1）可以杜絕自助通道“尾隨”等違法違規事件的發生。由于旅客通過自助通道需經咨詢引導，在此過程中工作人員可判斷旅客有無證件、是否具有潛在“尾隨”威脅、是否重點排查對象等情況，從而可以配合警戒崗工作人員，協同作出預防措施。（2）可分擔部分前臺咨詢崗工作。隨著科技的進步、經濟的發展，自助驗放將成為出入境驗放的重要組成部分。當旅客初次使用自助通道時，咨詢引導崗工作人員可以準確解答旅客的相關疑惑，提高旅客通關效率。（3）可支援現場其他突發狀況。

5.2 前臺執勤所需人員人數的計算

根據前文，ρ與λ、μ相關，當ρ≤1時，系統趨于。通過λ、μ的值可以計算理想條件下需開通的通道數量，即當日前臺執勤人數，再通過線性規劃繼而算出勤務常備總人數Z。采取A口岸出境旅檢大廳旅客出入境數據，按照“作五休二”勤務模式，口岸勤務常備總人數至少為7人。

參考文獻

[1]胡運權.運籌學[M].北京：清華大學出版社，1997.

[2]熊偉.運籌學[M].北京：機械工業出版社，2009.

[3]張生瑞.交通流理論與方法[M].北京：中國鐵道出版社，2010.