基础IE结合排队论的机场候机流程优化的研究

宋挺　孙世通　高源　武雨卉

【摘  要】本文针对我国民航机场所面临的航班密度不断增加，旅客客运量高速增长，机场运营压力越来越大，乘客机时间长，乘客满意度下降等问题，运用流程程序图优化的知识，分析现有机场候机流程中存在的问题;通过问卷调查的方式，对机场候机服务质量进行调查分析;应用排队论，解决值机排队问题和安检排队问题。综合运用工业工程技术手段优化机场候机流程，缩短旅客候机时间，提升航空运输服务质量和乘客满意度。

【关键词】机场候机流程;排队论;流程优化;乘客满意度

1 研究背景

随着居民收入水平的提高、消费结构的不断升级以及跨地域经济联系的日益密切，我国的航空客运业务稳步增长，运营效率被大大优化，在我国交通运输业当中占据举足轻重的地位。如今航空客运已经逐渐渗透进大众的生活，成为旅客的一种重要出行方式，由于航空运输业的迅速发展，各地机场旅客吞吐量的增加与旅客高效率出行的需求之间的矛盾日渐凸显，旅客候机时间的延长成为了一个不可规避的显性问题。然而近几年来铁路运输不断发展，市场竞争力明显增强，在中长距离的运输中正在接近甚至超越民航运输。铁路运输的候车流程相较于民航运输更加简单快速，所花平均时间是民航的三分之一甚至更少，同时铁路运输的准点率更高，因而民航运输的速度优势往往被地面上候机消耗的时间抵消不少，民航运输的竞争力正受到来自铁路运输的极大挑战。

通过参考国内外大量相关论文文献资料，已经有大量学者对同类问题进行研究。例如，王志清运用排队论理论对现行机场值机系统进行了实证研究，提出了优化意见和措施。赵云以Queueing Theory为基础，建立X/Y/Z/A/B/C排队论数学模型，选例评估美国某国际机场安检流程，切入瓶颈。据此在正确性和可靠性基础上求解服务资源最优解，为其他机场大客流安检组织方案的研究和优化提供有力论证。刘静莉，宁宣熙分析了针对航站楼旅客流程环节，采用调查统计，分析其工作方式的瓶颈，并提出优化建议。

本文通过应用基础IE知识并结合排队论模型，分析整个机场候机流程的各个步骤，找出可以避免的步骤，对其进行删减，使整个候机流程更为精简，找出不可避免且耗时最多的值机排队和安检排队，运用排队论模型对其进行分析优化，找出服务资源最优解，提出优化措施，减少排队所消耗的时间，使整个候机流程更为快捷。以此提高整个候机流程的效率，减少乘客的等待时间，提高航空服务质量和乘客满意度，增加民航运输的竞争力。

2 候机流程的研究

2.1  候机服务概述

候机服务是与乘客直面接触的航空旅程服务的开始，其主要包括为值机、安检、候机厅等待。候机服务会直接影响航空运输的服务质量和乘客满意度，因此备受国内外航空界的关注。长时间的等待会直接影响乘客对服务的满意度，高效率的候机服务则会降低乘客等待时间，可以从很大程度上降低乘客对时间的感知力并且能够缓解乘客的焦躁，从而提高乘客满意度。优化现有机场候机流程，缩短旅客候机时间，成为提升航空运输服务质量和乘客满意度的关键之一。

2.2候机流程的优化

调查地点在天津滨海国际机场并在机场实地跟踪已获得许可的部分乘客，详细地记录候机的步骤，并用工业工程中流程程序分析法和作业测定的秒表时间研究法准确记录候机的整个流程和每个步骤所耗费的时间。全程未加入人为干涉影响，均是在自然状态下进行测量。

由图2.1可以发现整个候机流程从进机场安检排队开始到候机安检结束一般分为十个步骤，通过候机流程图可以明显的看出，等待和操作的活动内容是最多的，也是最消耗时间的，但是有些等待和操作是不可避免的，无法删除。所以要减少候机流程的步骤，需要找到并删除没有必要的或者可以避免的活动内容。

通过对整个候机流程的研究分析发现，假定候机的其他步骤时间不发生变动，乘客寻找自己所乘坐航班的值机柜台和查找有航班状态信息的告示牌所消耗的时间是可以避免的。如果乘客来到机场候机前就可以通过网上查询自己乘坐航班的所在的值机柜台号，位置和开始办理值机的时间，做好这些准备，乘客就可以节省这些时间，简化整个候机流程。航空公司可以在乘客买完机票后，以短信的形式提示乘客所购买的航班在所出发的机场的值机柜台号，位置和开始办理值机的时间，这样即可以缩短乘客的候機时间，也可以提高航空公司的口碑和服务质量。

测量结果研究发现耗时间较长的项目为办理值机手续，一共消耗了5分22秒，占总时间的18.7%，且90%的时间消耗在值机排队中，造成值机排队时间过长的原因有三：一是航班值机窗口不足，导致航班离岗高峰期人工值机柜台工作量是普通时间段的 6 倍以上;二是旅客排队盲目性强，无法准确判断出等待人数较少的值机柜台;三是多数无行李托运旅客选择人工值机柜台，自助值机无法做到有效分流。整个候机流程消耗时间最长的环节是安检排队，一共消耗了19分钟17秒，占总时间的67.2%。导致安检排队时间过长的原因主要有以下两点：一是安检窗口开放数有限，安检口的开放没有根据离港旅客人数情况动态变化而变化，导致离港高分期安检口运行能力不足;二是安检排队完全依赖人工疏导，无法准确引导人群快速选择人数较少的安检口进行排队。另外考虑到乘客在候机过程中的真实感受，对乘客分别进行了网上调查问卷和机场实地访谈，参加问卷和访谈的为社会各个阶层的人士，通过向其提出了整个候机流程中什么环节最消耗时间，乘客对候机流程中的什么环节最不满意等问题，得出结论显示在参与的 1500 名社会各阶层的人员当中，56.14%的人认为登机前安检是整个候机流程中最消耗时间的环节，30.9%的人认为办理值机手续是整个候机流程中最消耗时间的环节，而且有50.29%的人对登机前安检的排队过程最不满意，24.74%的人对办理值机手续的排队过程最不满意。这两个环节的过长的排队时间极大的影响乘客的满意度和民航的服务质量。因此如何减少这两个环节的排队时间，是优化乘客候机流程，缩短乘客在机场逗留的时间的关键。

3 值机排队的研究

3.1乘客值机到达时间

乘客值机到达时间和和乘客乘坐航班的起飞时间有着重大联系，乘客只能在航班起飞的前两个小时才可以开始值机，航班起飞前30分钟停止值机，所以这个航班的乘客只有一个小时半的时间用来值机。假设在这一个小时半的时间内，乘客到达的概率是一样的，且是相对独立的，所以乘客的到达是符合泊松流的。而且排除 VIP 乘客的特权，普通乘客服从先到先值机，后到需等待的排队规则。

3.2 值机实例分析

因为值机的服务时间是随机型的，以天津滨海国际机场为例，在天津滨海国际机场内每个航空公司都有其固定的值机柜台，只要是其航空公司的航班都可以在其固定的值机柜台值机，所以现在我们通过实地调查收集了某个航空公司在某一个时间段乘客值机情况的数据来分析说明。

观察表3.1乘客值机情况数据可知，在值机过程中，出现排队现象仅存在值机过程开始的第 14 分钟到第 24 分钟，共计 10 分钟，对此段时间内的的数据进行分析整理，整理如下：

表3.2 分析整理后数据

Table 3.2 Data after analysis and collation

对表3.2中的数据进行分类整理，分别计算到达总人数x，到达总间隔，平均到达间隔，服务总时间，平均服务时间，等待总时间，平均等待时间以及服务人数比率η。如表3.3所示：

表3.3 数据分类整理

Table 3.3 Data Classification

对于大多数乘客而言，办理值机手续的平均等待时间应不超过 5 分钟，不然就可能引起部分乘客的不满，从而降低乘客满意度，为此，我们建立模型分析值机柜台窗口的开放个数与乘客人数的关系，因为在值机过程中值机柜台工作人员不可能每时每刻都在满负荷工作，故只分析工作人员在满负荷工作时的乘客平均等待时间即可。假设乘客总人数为x，值机柜台窗口的开放个数为 y=1，平均等待时间为，则工作人员满负荷工作服务的乘客人数为），由于总是大于，所以第二个到达的人需要等待才能被服务，第三个到达的人需要等待才能被服务，由此依此类推可得，第n个到达的乘客需要等待才能被服务，累加再除以工作人员满负荷工作服务的乘客人数可得平均等待时间为：

表3.4 人数与值机柜台数关系

Table 3.4 Number of people and number of check-in counters

令t3=300s，則x=82 人。

（1）：t1平均到达间隔

（2）：t2平均服务时间

（3）：t3平均等待时间

（4）：x乘客总人数

（5）：η服务人数比率

3.3 值机的优化措施

（1）合理增减值机柜台窗口。根据上述模型所呈现的结果，对人流量准确把控，合理增减值机柜台窗口，从而避免出现较长的排队现象，提高乘客满意度。

（2）自动值机的普及。目前大部分机场都设立有自动值机的位置，但根据我们实地调研观察发现，使用自动值机的乘客比率仍然不理想，究其原因：第一，绝大部分人没有尝试过，不知道自动值机的方便和快捷，也不愿意去尝试，第二，自动值机不能办理托运行李等复杂的流程，第三，缺少足够的工作人员现场的指引。所以，机场方面应加大对自动值机的宣传和投入人力、物力积极引导无需行李托运等只需要简单领取登机牌的乘客去使用自助值机服务。

（3）对值机人员增加培训。又我们小组成员观察发现，有部分办理值机手续的工作人员对业务并没有特别熟悉，存在由于工作人员的业务生疏而导致时间浪费的情况，对此，各航空公司应当对办理值机手续的工作人员进行大量的工作培训，使工作人员在办理业务时能够高效工作节省宝贵的时间，使乘客满意度得以提升。

（4）分类值机。开设无行李托运的值机服务窗口，大量数据表明，无行李托运的值机时间仅为办理行李托运值机时间的四分之一，假如只有普通的值机服务窗口开放，那些不需要办理行李托运的乘客所需办理的时间本来较短，却不得不等待前方办理行李托运服务较长的服务时间，会从乘客心理上产生不平衡，影响乘客的心情，降低乘客满意度，相反的，假如开设无行李托运的窗口，进行分类值机，可以对不同服务类型的乘客分开服务，各自心理上获得平衡的同时还能提高值机效率。

4安检排队研究

4.1 乘客到达安检口

乘客到达安检口的时间和航班起飞的时间有着很大的联系，乘客必须在航班起飞前完成安检。因此假设乘客到达的概率是一样的，且是相对独立的，所以安检乘客到达是符合泊松分布的，乘客相继到达的间隔时间是服从负指数分布。且安检排队服从先到先安检，后到再等待的排队规则。

4.2建立安检排队模型

因为安检的服务时间是服从负指数分布的，所以对某个安检口，安检排队系统是属于 M/M/1 排队系统。

根据 M/M/1 模型的 Little 公式：

利用在天津滨海国际机场收集的安检服务时间，制作成安检服务时间表。

数据整理见下表：

4.3 安检假设分析

假设要使每个乘客的安检时间在3分钟以内，对于一个安检口来说

计算可得

因此根据以上的计算结果得到下表：

4.4安检的优化措施

（1）合理增减乘机安检口。根据上述模型所呈现的结果，对人流量准确把控，合理增减乘机安检口，从而避免出现较长的排队现象，提高乘客满意度。

（2）对安检工作人员增加培训。目前，大部分机场中安检工作人员工作效率差别存在有较大的现象，这是由于不同的工作人员对待工作的态度热情不一致，安检手法较为随意，没有严格的统一高效的安检手法，所以，需要机场方面对安检工作人员进行大量的工作上岗培训，优化安检手法，使工作人员有统一高效的标准可参考学习，从而能够让乘客享受到高效专业的流程服务，从工作人员手中节省出不必要的可避免的宝贵时间，提高工作效率，减少等待时间。

（3）分类安检。同上述的分类值机大致相似，将需要行李检查和不需要行李检查只需要人身检查的乘客分离开来，消除不同安检流程的乘客心理上的不平衡，使两种通道都能各自高效率工作。此举关键在于，提前告知乘客不同队伍的服务类型，培养乘客主动选择的分流意识，不需要机场工作人员上前辅助分流，达到节省人力资源的目的。

（4）安检设备分类配置。不管是在机场还是在火车站，都存在这么一种现象，那就是有行李的乘客在通过安检门后，要在行李安检处等待自己的行李检查完毕，也就是说，人員检查完毕而行李却还在检查，无可避免地出现乘客等待行李的现象，人流高峰还可能出现安检通道被堵，前边的人走不掉，后边的人进不来，此刻，安检人员只能默默等待，并没有处在工作状态，实属资源浪费。为此，可将上述分类安检的两个通道配置不同的设备，比如，需要行李安检的队伍配置一个安检门，安检门两侧各一个行李安检机，从而避免出现人等待行李的现象发生，同理，不需要行李安检的队伍配置一个行李安检机，行李安检机两个各一个安检门，从而避免出现队伍堵塞的现象发生。

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