濱海國際機場T2航站樓值機柜臺仿真優化

摘 要：文章基于天津濱海國際機場航站樓的實地調研，重點研究值機柜臺在日常運行和計劃排班中存在的問題，并通過系統仿真的手段，提出運行優化方案。首先研究值機柜臺區域的分配優化，基于旅客滿意度調查的目標和IATA民用機場旅客服務標準，由大量航班數據及旅客到達時間分布重新規劃柜臺開放數量和時間。

關鍵詞：航站樓 值機柜臺 機場仿真

一、引言

航站樓作為機場的重要子系統，是旅客辦理值機、安檢、候機等活動的場所，因此航站樓運營管理水平的高低直接影響機場的運行效率。天津機場當前的航站樓旅客服務資源已不能有效滿足航空運輸需求，這也成為制約天津機場發展的重要因素。本文以大量收集和閱讀相關的文獻資料為基礎，實地調查法、問卷調查法收集相關數據，以排隊論和系統仿真等基本理論為依據，采用數學模型與OR（Operation Research）運算系統仿真模擬設計系統，根據現場調研、提出問題、明確流程、構建模型、驗證系統、分析結果和優化系統的思路對天津機場核心資源的優化進行研究。 對天津機場航站樓內836位旅客進行問卷調查，收集168小時的實時航班數據、值機柜臺的使用數據，模擬運行現狀，發現現行運行模式的瓶頸所在，并提出優化方案。

二、天津機場T2航站樓值機柜臺分配存在問題探究

2016年8月9日在機場進行了24小時的實地調研。嚴格按照各航空公司對應值機柜臺開放數量及時間，對應當天航班數據的實地調研，并以調查所得旅客對值機時間的滿意度閥值作為參數限制，對機場值機柜臺運行效率進行了模擬仿真（此處以F區、H1區為例分析探究值機柜臺存在的問題）

分析上述仿真結果以及各區域柜臺對應服務旅客數量，得出如下柜臺分配存在問題：

1.各類值機柜臺數量與所服務航空公司匹配存在問題。如上圖H1區設定普通值機柜臺數量為4，仿真結果中允許開放的最大普通值機柜臺數量也為4，在這種情況下，如果該時段H1區的航班數增加時，值機柜臺的開放數量就無法滿足航班數的要求，因此在當前H1區的分配現狀下，H1區航空公司增加航班的要求就受到限制。

2.各類值機柜臺數量與實際旅客值機方式所占比例不匹配。例如H3區中自助值機柜臺數量高達23處占總值機柜臺數量的57.5%遠高于問卷調查中的35.44%導致資源配置不合理。

3.旅客滿意度設定存在問題。根據問卷調查和實地調研發現，機場預計的旅客滿意度閥值超出實際旅客滿意度閥值，即問卷調查顯示的旅客可允許等待的滿意時間短于當前狀態下機場所提供服務時間。

4.各區域柜臺開放數量及開放時間存在問題。以F區為例，雖然設定的普通值機柜臺數量為20，但是機場實際最大開放柜臺數量僅為10。機場并沒有根據不同時段的航班密度，合理增加或減少值機柜臺的數量，造成值機高峰時段旅客等待時間較長，導致旅客滿意度低。

5.旅客排隊方式存在問題。機場應對多值機柜臺單隊列和多值機柜臺多隊列的排隊方式進行合理的配置。針對兩種排隊方式不同的特點，結合機場的實際情況以及旅客的心理偏好進行綜合優化。

三、國航、山航、深航普通值機柜臺優化示例

1.值機柜臺與航空公司匹配優化。根據航空公司對應航班數量和F、G、H三大區域現有的柜臺布局，對部分航空公司的值機區域進行調整，從區域著手進行初步地均勻分配，值機柜臺的擺放原則不變，將天津機場的航空公司的值機柜臺基于區域進行重新配置使得資源能發揮最大效用，然后基于各個航空公司一天的航班數量、航空公司與其專用值機柜臺之間的所屬關系等原則，從提高機場航站樓的空間利用，提高值機效率的角度對值機柜臺與航空公司的對應關系進行了調整，具體方案與仿真結果如下：

F1區：CA ZH SC 16個普通值機柜臺，1個VIP值機柜臺，10個自助值機柜臺

F2區：BK 9C EU 6個普通值機柜臺，1個VIP值機柜臺，5個自助值機柜臺

2.值機柜臺開放時間及數量優化。此處以排隊論多服務臺多隊列模型來估計每個時段所需服務臺

2.1問題描述。以前述第一步優化后的F1區值機區域為例，通過7天的航班數據分析發現，一天內各個航班旅客值機時的柜臺數量都是8，將數據導入仿真模擬系統中，由系統生成的旅客值機報表也可以看出（圖3）：在旅客到達分布存在波峰波谷，根據現在的值機柜臺開放規則，會造成高峰時期人員擁擠，使得旅客滿意率降低；低峰時期機場服務資源大量浪費，造成機場成本的增加。因此引入多服務臺多隊列的排隊論模型對值機柜臺進行優化，以30分鐘為優化單位，根據30分鐘內的旅客數量為依據，根據值機柜臺的服務效率，計算出30Min內，滿足旅客最優等待時間（5Min）所需開放的值機柜臺數量。

2.2前提假設。（1）旅客的到達過程在30min內是服從平均到達率為λ的泊松分布。（2）值機柜臺的時間間隔為μ的負指數分布。 （3）假定各值機柜臺服務效率相同。（4）旅客排隊方式為多隊列排隊。（5）排隊隊列數量與值機柜臺數量相等。

2.3變量假設。

變量解釋：

n。：某一單位時間段內（30 Min）需要開放的值機柜臺數量 Cμ：整個服務機構的平均服務率 ρ：值機柜臺的服務強度或平均利用率為 λ：單位時間內到達的顧客數：值機柜臺空閑的概率：n個值機柜臺的平均空閑的概率：表示隊長，即系統中的旅客總數 ：表示排隊長，即隊列中的旅客總數：表示旅客在系統中的停留時間：表示旅客在隊列中的等待時間。（根據旅客滿意度調查，旅客滿意的排隊等待時間為5-10分鐘，因此將設定為7分鐘。）

計算出各個時間段所需柜臺數C的值如下：

依據模型的運算結果對各個時段的值機柜臺進行逐個手動修改，由系統仿真驗證證明，以此算法可以在保證旅客滿意度的前提下，有效降低值機柜臺的運營成本。在前述值機柜臺分配優化的基礎上進行值機柜臺開放時間和數量進行優化的前后效率對比如下：

四、結語

通過優化策略和仿真效率驗證的實施，包括值機區域所對應航空公司的對應以及值機柜臺數量的重新分配，不同時段值機柜臺數量的調整。天津濱海國際機場的值機效率得到了顯著的提高，主要表現在以下幾個方面：以國航、山航、深航普通值機柜臺為例，旅客滿意度由89.41%增加到98.02%，成本減少了8100元。對不同時段值機柜臺的開放數量進行重新規劃了以后，得到了在不同時段一定服務水平下的機場值機柜臺資源實際需求，完成值機柜臺的動態分配，根據旅客到達人數的變化動態開關柜臺，使旅客排隊人數和排隊時間維持在一定范圍內，改進了工作人員的排班計劃，為評估值機柜臺操作計劃的效果提供了可能性，使值機柜臺得到了高效的配置，減少了不必要的值機柜臺維護成本，在這種配置下，旅客的滿意度得到了大幅度的提高，滿足了旅客在高峰時段的快速值機需求，低峰時刻又有效節省了資源，節約了值機柜臺的人工成本。此外，值機旅客很可能將節省出來的排隊等候時間用于機場購物，從而增加機場商業收入。

通過優化策略的改進，擴大了天津機場的旅客容量，為天津濱海國際機場的未來發展奠定里基礎，減輕了未來機場可能發生的航站樓容量不足的隱患，為未來天津機場新航線的開辟奠定基礎。