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摘 要：文章基于天津滨海国际机场航站楼的实地调研，重点研究值机柜台在日常运行和计划排班中存在的问题，并通过系统仿真的手段，提出运行优化方案。首先研究值机柜台区域的分配优化，基于旅客满意度调查的目标和IATA民用机场旅客服务标准，由大量航班数据及旅客到达时间分布重新规划柜台开放数量和时间。
关键词：航站楼 值机柜台 机场仿真
一、引言
航站楼作为机场的重要子系统，是旅客办理值机、安检、候机等活动的场所，因此航站楼运营管理水平的高低直接影响机场的运行效率。天津机场当前的航站楼旅客服务资源已不能有效满足航空运输需求，这也成为制约天津机场发展的重要因素。本文以大量收集和阅读相关的文献资料为基础，实地调查法、问卷调查法收集相关数据，以排队论和系统仿真等基本理论为依据，采用数学模型与OR（Operation Research）运算系统仿真模拟设计系统，根据现场调研、提出问题、明确流程、构建模型、验证系统、分析结果和优化系统的思路对天津机场核心资源的优化进行研究。 对天津机场航站楼内836位旅客进行问卷调查，收集168小时的实时航班数据、值机柜台的使用数据，模拟运行现状，发现现行运行模式的瓶颈所在，并提出优化方案。
二、天津机场T2航站楼值机柜台分配存在问题探究
2016年8月9日在机场进行了24小时的实地调研。严格按照各航空公司对应值机柜台开放数量及时间，对应当天航班数据的实地调研，并以调查所得旅客对值机时间的满意度阀值作为参数限制，对机场值机柜台运行效率进行了模拟仿真（此处以F区、H1区为例分析探究值机柜台存在的问题）
分析上述仿真结果以及各区域柜台对应服务旅客数量，得出如下柜台分配存在问题：
1.各类值机柜台数量与所服务航空公司匹配存在问题。如上图H1区设定普通值机柜台数量为4，仿真结果中允许开放的最大普通值机柜台数量也为4，在这种情况下，如果该时段H1区的航班数增加时，值机柜台的开放数量就无法满足航班数的要求，因此在当前H1区的分配现状下，H1区航空公司增加航班的要求就受到限制。
2.各类值机柜台数量与实际旅客值机方式所占比例不匹配。例如H3区中自助值机柜台数量高达23处占总值机柜台数量的57.5%远高于问卷调查中的35.44%导致资源配置不合理。
3.旅客满意度设定存在问题。根据问卷调查和实地调研发现，机场预计的旅客满意度阀值超出实际旅客满意度阀值，即问卷调查显示的旅客可允许等待的满意时间短于当前状态下机场所提供服务时间。
4.各区域柜台开放数量及开放时间存在问题。以F区为例，虽然设定的普通值机柜台数量为20，但是机场实际最大开放柜台数量仅为10。机场并没有根据不同时段的航班密度，合理增加或减少值机柜台的数量，造成值机高峰时段旅客等待时间较长，导致旅客满意度低。
5.旅客排队方式存在问题。机场应对多值机柜台单队列和多值机柜台多队列的排队方式进行合理的配置。针对两种排队方式不同的特点，结合机场的实际情况以及旅客的心理偏好进行综合优化。
三、国航、山航、深航普通值机柜台优化示例
1.值机柜台与航空公司匹配优化。根据航空公司對应航班数量和F、G、H三大区域现有的柜台布局，对部分航空公司的值机区域进行调整，从区域着手进行初步地均匀分配，值机柜台的摆放原则不变，将天津机场的航空公司的值机柜台基于区域进行重新配置使得资源能发挥最大效用，然后基于各个航空公司一天的航班数量、航空公司与其专用值机柜台之间的所属关系等原则，从提高机场航站楼的空间利用，提高值机效率的角度对值机柜台与航空公司的对应关系进行了调整，具体方案与仿真结果如下：
F1区：CA ZH SC 16个普通值机柜台，1个VIP值机柜台，10个自助值机柜台
F2区：BK 9C EU 6个普通值机柜台，1个VIP值机柜台，5个自助值机柜台
2.值机柜台开放时间及数量优化。此处以排队论多服务台多队列模型来估计每个时段所需服务台
2.1问题描述。以前述第一步优化后的F1区值机区域为例，通过7天的航班数据分析发现，一天内各个航班旅客值机时的柜台数量都是8，将数据导入仿真模拟系统中，由系统生成的旅客值机报表也可以看出（图3）：在旅客到达分布存在波峰波谷，根据现在的值机柜台开放规则，会造成高峰时期人员拥挤，使得旅客满意率降低；低峰时期机场服务资源大量浪费，造成机场成本的增加。因此引入多服务台多队列的排队论模型对值机柜台进行优化，以30分钟为优化单位，根据30分钟内的旅客数量为依据，根据值机柜台的服务效率，计算出30Min内，满足旅客最优等待时间（5Min）所需开放的值机柜台数量。
2.2前提假设。（1）旅客的到达过程在30min内是服从平均到达率为λ的泊松分布。（2）值机柜台的时间间隔为μ的负指数分布。 （3）假定各值机柜台服务效率相同。（4）旅客排队方式为多队列排队。（5）排队队列数量与值机柜台数量相等。
2.3变量假设。
变量解释：
n。：某一单位时间段内（30 Min）需要开放的值机柜台数量 Cμ：整个服务机构的平均服务率 ρ：值机柜台的服务强度或平均利用率为 λ：单位时间内到达的顾客数：值机柜台空闲的概率：n个值机柜台的平均空闲的概率：表示队长，即系统中的旅客总数 ：表示排队长，即队列中的旅客总数：表示旅客在系统中的停留时间：表示旅客在队列中的等待时间。（根据旅客满意度调查，旅客满意的排队等待时间为5-10分钟，因此将设定为7分钟。）
计算出各个时间段所需柜台数C的值如下：
依据模型的运算结果对各个时段的值机柜台进行逐个手动修改，由系统仿真验证证明，以此算法可以在保证旅客满意度的前提下，有效降低值机柜台的运营成本。在前述值机柜台分配优化的基础上进行值机柜台开放时间和数量进行优化的前后效率对比如下：
四、结语
通过优化策略和仿真效率验证的实施，包括值机区域所对应航空公司的对应以及值机柜台数量的重新分配，不同时段值机柜台数量的调整。天津滨海国际机场的值机效率得到了显著的提高，主要表现在以下几个方面：以国航、山航、深航普通值机柜台为例，旅客满意度由89.41%增加到98.02%，成本减少了8100元。对不同时段值机柜台的开放数量进行重新规划了以后，得到了在不同时段一定服务水平下的机场值机柜台资源实际需求，完成值机柜台的动态分配，根据旅客到达人数的变化动态开关柜台，使旅客排队人数和排队时间维持在一定范围内，改进了工作人员的排班计划，为评估值机柜台操作计划的效果提供了可能性，使值机柜台得到了高效的配置，减少了不必要的值机柜台维护成本，在这种配置下，旅客的满意度得到了大幅度的提高，满足了旅客在高峰时段的快速值机需求，低峰时刻又有效节省了资源，节约了值机柜台的人工成本。此外，值机旅客很可能将节省出来的排队等候时间用于机场购物，从而增加机场商业收入。
通过优化策略的改进，扩大了天津机场的旅客容量，为天津滨海国际机场的未来发展奠定里基础，减轻了未来机场可能发生的航站楼容量不足的隐患，为未来天津机场新航线的开辟奠定基础。
关键词：航站楼 值机柜台 机场仿真
一、引言
航站楼作为机场的重要子系统，是旅客办理值机、安检、候机等活动的场所，因此航站楼运营管理水平的高低直接影响机场的运行效率。天津机场当前的航站楼旅客服务资源已不能有效满足航空运输需求，这也成为制约天津机场发展的重要因素。本文以大量收集和阅读相关的文献资料为基础，实地调查法、问卷调查法收集相关数据，以排队论和系统仿真等基本理论为依据，采用数学模型与OR（Operation Research）运算系统仿真模拟设计系统，根据现场调研、提出问题、明确流程、构建模型、验证系统、分析结果和优化系统的思路对天津机场核心资源的优化进行研究。 对天津机场航站楼内836位旅客进行问卷调查，收集168小时的实时航班数据、值机柜台的使用数据，模拟运行现状，发现现行运行模式的瓶颈所在，并提出优化方案。
二、天津机场T2航站楼值机柜台分配存在问题探究
2016年8月9日在机场进行了24小时的实地调研。严格按照各航空公司对应值机柜台开放数量及时间，对应当天航班数据的实地调研，并以调查所得旅客对值机时间的满意度阀值作为参数限制，对机场值机柜台运行效率进行了模拟仿真（此处以F区、H1区为例分析探究值机柜台存在的问题）
分析上述仿真结果以及各区域柜台对应服务旅客数量，得出如下柜台分配存在问题：
1.各类值机柜台数量与所服务航空公司匹配存在问题。如上图H1区设定普通值机柜台数量为4，仿真结果中允许开放的最大普通值机柜台数量也为4，在这种情况下，如果该时段H1区的航班数增加时，值机柜台的开放数量就无法满足航班数的要求，因此在当前H1区的分配现状下，H1区航空公司增加航班的要求就受到限制。
2.各类值机柜台数量与实际旅客值机方式所占比例不匹配。例如H3区中自助值机柜台数量高达23处占总值机柜台数量的57.5%远高于问卷调查中的35.44%导致资源配置不合理。
3.旅客满意度设定存在问题。根据问卷调查和实地调研发现，机场预计的旅客满意度阀值超出实际旅客满意度阀值，即问卷调查显示的旅客可允许等待的满意时间短于当前状态下机场所提供服务时间。
4.各区域柜台开放数量及开放时间存在问题。以F区为例，虽然设定的普通值机柜台数量为20，但是机场实际最大开放柜台数量仅为10。机场并没有根据不同时段的航班密度，合理增加或减少值机柜台的数量，造成值机高峰时段旅客等待时间较长，导致旅客满意度低。
5.旅客排队方式存在问题。机场应对多值机柜台单队列和多值机柜台多队列的排队方式进行合理的配置。针对两种排队方式不同的特点，结合机场的实际情况以及旅客的心理偏好进行综合优化。
三、国航、山航、深航普通值机柜台优化示例
1.值机柜台与航空公司匹配优化。根据航空公司對应航班数量和F、G、H三大区域现有的柜台布局，对部分航空公司的值机区域进行调整，从区域着手进行初步地均匀分配，值机柜台的摆放原则不变，将天津机场的航空公司的值机柜台基于区域进行重新配置使得资源能发挥最大效用，然后基于各个航空公司一天的航班数量、航空公司与其专用值机柜台之间的所属关系等原则，从提高机场航站楼的空间利用，提高值机效率的角度对值机柜台与航空公司的对应关系进行了调整，具体方案与仿真结果如下：
F1区：CA ZH SC 16个普通值机柜台，1个VIP值机柜台，10个自助值机柜台
F2区：BK 9C EU 6个普通值机柜台，1个VIP值机柜台，5个自助值机柜台
2.值机柜台开放时间及数量优化。此处以排队论多服务台多队列模型来估计每个时段所需服务台
2.1问题描述。以前述第一步优化后的F1区值机区域为例，通过7天的航班数据分析发现，一天内各个航班旅客值机时的柜台数量都是8，将数据导入仿真模拟系统中，由系统生成的旅客值机报表也可以看出（图3）：在旅客到达分布存在波峰波谷，根据现在的值机柜台开放规则，会造成高峰时期人员拥挤，使得旅客满意率降低；低峰时期机场服务资源大量浪费，造成机场成本的增加。因此引入多服务台多队列的排队论模型对值机柜台进行优化，以30分钟为优化单位，根据30分钟内的旅客数量为依据，根据值机柜台的服务效率，计算出30Min内，满足旅客最优等待时间（5Min）所需开放的值机柜台数量。
2.2前提假设。（1）旅客的到达过程在30min内是服从平均到达率为λ的泊松分布。（2）值机柜台的时间间隔为μ的负指数分布。 （3）假定各值机柜台服务效率相同。（4）旅客排队方式为多队列排队。（5）排队队列数量与值机柜台数量相等。
2.3变量假设。
变量解释：
n。：某一单位时间段内（30 Min）需要开放的值机柜台数量 Cμ：整个服务机构的平均服务率 ρ：值机柜台的服务强度或平均利用率为 λ：单位时间内到达的顾客数：值机柜台空闲的概率：n个值机柜台的平均空闲的概率：表示队长，即系统中的旅客总数 ：表示排队长，即队列中的旅客总数：表示旅客在系统中的停留时间：表示旅客在队列中的等待时间。（根据旅客满意度调查，旅客满意的排队等待时间为5-10分钟，因此将设定为7分钟。）
计算出各个时间段所需柜台数C的值如下：
依据模型的运算结果对各个时段的值机柜台进行逐个手动修改，由系统仿真验证证明，以此算法可以在保证旅客满意度的前提下，有效降低值机柜台的运营成本。在前述值机柜台分配优化的基础上进行值机柜台开放时间和数量进行优化的前后效率对比如下：
四、结语
通过优化策略和仿真效率验证的实施，包括值机区域所对应航空公司的对应以及值机柜台数量的重新分配，不同时段值机柜台数量的调整。天津滨海国际机场的值机效率得到了显著的提高，主要表现在以下几个方面：以国航、山航、深航普通值机柜台为例，旅客满意度由89.41%增加到98.02%，成本减少了8100元。对不同时段值机柜台的开放数量进行重新规划了以后，得到了在不同时段一定服务水平下的机场值机柜台资源实际需求，完成值机柜台的动态分配，根据旅客到达人数的变化动态开关柜台，使旅客排队人数和排队时间维持在一定范围内，改进了工作人员的排班计划，为评估值机柜台操作计划的效果提供了可能性，使值机柜台得到了高效的配置，减少了不必要的值机柜台维护成本，在这种配置下，旅客的满意度得到了大幅度的提高，满足了旅客在高峰时段的快速值机需求，低峰时刻又有效节省了资源，节约了值机柜台的人工成本。此外，值机旅客很可能将节省出来的排队等候时间用于机场购物，从而增加机场商业收入。
通过优化策略的改进，扩大了天津机场的旅客容量，为天津滨海国际机场的未来发展奠定里基础，减轻了未来机场可能发生的航站楼容量不足的隐患，为未来天津机场新航线的开辟奠定基础。