随机服务系统在出入境边防检查中的应用

摘 要：采用随机服务系统理论，利用深圳市某陆路口岸旅客通关数据，对口岸出入境旅检大厅的旅客到达率进行计算，在此基础上分析了人工通道、自助通道的排队规律，提出了自助通道的

随机服务系统又称排队论，源于电话服务理论，是研究系统由于随机因素的干扰而出现排队或拥塞现象的规律性的一门学科，它适用于一切服务系统。文章在深圳市某陆路口岸（以下简称A口岸）通关实践的基础上，采集旅客通关流量数据，并针对口岸出入境随机服务状况进行研究，以希望建立实用分析法，完善边检出入境通关模式，使得旅客与“提服”机制互达平衡，确保口岸畅通有序。

1 A口岸出入境边防检查情况

A口岸分为出入境旅检大厅、出入境车辆检查通道，验放对象可分为：货车、巴士、私家车、旅客。旅客在A口岸出境的一般交通流程为：旅客到达口岸→旅客在旅检大厅通关→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为：旅客到达口岸→旅客离开交通工具→旅客在旅检大厅通关→旅客入境。

2 A口岸随机服务系统的组成和特征

2.1 输入对象

（1）旅客总体数量为有限。（2）旅客到达口岸的方式为零散或批量。（3）旅客到达口岸的时间间隔分别为确定型（旅客巴士、学生巴士等）和随机型（货车、私家车等）。a.实际中，旅客巴士所载乘客数量不定，随机性较强。b.学生巴士所载人数在总人数中所占比例较小。故旅客到达口岸时间可考虑泊松（Poisson）分布。

2.2 排队规则

（1）随机服务系统的排队规则均为先到先服务，按性质可分为三类：损失制、等待制、混合制。当旅客到达口岸，发现验放通道繁忙时，旅客会按照先后顺序进行排队等候服务，故A口岸旅检大厅随机服务系统的排队规则为等待制。（2）排队队列为单列（人工通道）或多列（自主通道）。

2.3 服务方式

（1）服务方式可以是单通道、多通道。（2）在多通道模式下，顾客排队可以是单队（蛇形通道），也可以是平行多队（自助通道）。（3）旅客被验放时间为随机变量，服从负指数分布。

3 A口岸随机服务系统模型

这里以旅客在A口岸出入境旅检大厅为例。

3.1 单队单通道等待制随机服务模型M/M/1（自助通道）

旅客若持有采集过生物信息的往来港澳通行证等证件时，出入境时可走自助通道。目前，全国各口岸的自助通道均采用单队单通道等待制随机服务系统模式，即旅客过自助通道时需在通道前排成平行单列长队。设出入境旅检大厅开放n个自助通道，各个通道之间互相独立。在自助通道模式下，相当于将旅客到达率平均分配给n个通道。故此时可用单队单通道随机服务模型M/M/1计算相应数值。旅客到达口岸服从泊松分布，记其参数为λ1=λ/n。

（1）旅客到达口岸为泊松流，参数为λ1。（2）验放时间服从负指数分布，平均服务率为μ。（3）空闲率。因自助通道为单人通道，严禁尾随，故该系统构成一个生灭过程。可以证明，当ρ<1时，系统存在平稳分布。此时：

？籽0=1-？籽=1-■

（4）系统中的旅客均值Ls。

Ls=■

（5）正在接受验放的旅客均值L服。

L服=ρ

（6）系统内候检的旅客均值Lq。

Lq=Ls-L服=■

（7）旅客在系统中的平均停留时间Ws。

Ws=■

（8）旅客的平均候检时间Wq。

Wq=■

3.2 单队多通道等待制随机服务系统模型M/M/n（人工通道）

旅客出入境可走自助通道、人工通道。旅客通过人工通道时往往需在蛇形通道内排成单列长队。当前方任意验证台出现空闲，咨询引导岗工作人员都会引导旅客前往空闲验证台接受验放服务。这种随机服务系统，记作M/M/n。

4 A口岸随机服务系统的计算

4.1 数据

（1）A口岸出入境旅检大厅最大可开放6个人工通道、5个自助通道。文章设定均为6个，通道之间相互独立。（2）由于“提服”工作的顺利开展，边检工作程序规范化，单个旅客的平均验放时间可设为常数45秒。（3）以A口岸出境大厅旅客流量为例：a.一周之中，周一至周四人数较少，周五至周日人数较多。b.通过分差计算可知平均旅客到达率为5.93人/分钟。（4）根据上文中M/M/1、M/M/n两种随机服务系统模型相关公式，可以计算出A口岸旅客通关验放的各项指标，结果为：M/M/1：候检时间2.19分钟，停留时间2.94分钟；M/M/n：候检时间0.39分钟，停留时间1.14分钟。

4.2 分析

（1）计算结果分析。在相同旅客流量的条件下，旅客在人工通道通关所花候检时间和停留时间最少，即人工通道优于自助通道，M/M/n系统优于M/M/1系统。（2）服务强度分析。当ρ<1时，系统处于相对稳定；当旅客增加时，ρ增大，旅客候检时间与停留时间将随之增加，若不采取相应措施，口岸服务质量将下降；当ρ>1时，有限时间内边检无法完成所有旅客验放服务。（3）结论。a.出入境边防检查过程中的旅客通关验放可以运用随机服务系统模型进行分析。b.为加快旅客验放和提高边检服务水平，在设计边检通关模式时，应优先考虑采用效率较高的M/M/n随机服务系统。

5 随机服务系统在出入境边防检查中的其他应用

5.1 自助通道的优化设计

目前，我国各大口岸的自助通道均采用M/M/1系统模型。根据前文可知，M/M/n系统验放效率高于M/M/1系统。M/M/n系统本质上是在M/M/1系统的基础上进行旅客集中后再按需分配的过程。设计1、设计2、设计3的基本理念均为在自助通道前设置咨询引导岗，岗哨数量可视工作人员能力、实际需要而定。此设计对比M/M/1模型的自助通道有如下优势：（1）可以杜绝自助通道“尾随”等违法违规事件的发生。由于旅客通过自助通道需经咨询引导，在此过程中工作人员可判断旅客有无证件、是否具有潜在“尾随”威胁、是否重点排查对象等情况，从而可以配合警戒岗工作人员，协同作出预防措施。（2）可分担部分前台咨询岗工作。随着科技的进步、经济的发展，自助验放将成为出入境验放的重要组成部分。当旅客初次使用自助通道时，咨询引导岗工作人员可以准确解答旅客的相关疑惑，提高旅客通关效率。（3）可支援现场其他突发状况。

5.2 前台执勤所需人员人数的计算

根据前文，ρ与λ、μ相关，当ρ≤1时，系统趋于。通过λ、μ的值可以计算理想条件下需开通的通道数量，即当日前台执勤人数，再通过线性规划继而算出勤务常备总人数Z。采取A口岸出境旅检大厅旅客出入境数据，按照“作五休二”勤务模式，口岸勤务常备总人数至少为7人。

参考文献

[1]胡运权.运筹学[M].北京：清华大学出版社，1997.

[2]熊伟.运筹学[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3]张生瑞.交通流理论与方法[M].北京：中国铁道出版社，2010.