基于排队论模型对姜营机场服务效率进行优化

绪论研究背景及意义研究背景在中国的综合交通体系中，航空运输扮演着不可忽视的角色，对国民经济的推动作用举足轻重。伴随“十四五”规划的深入实施，中国加速向交通强国迈进，民航总局先后颁布了《“十四五”民用航空发展规划》及《“十四五”通用航空发展特别规划》，旨在加速推进民航事业的蓬勃发展。为了扩大内需并提升行业竞争力，民航总局构建的“干支通，全网联”航空运输网络体系，巧妙融合了通用航空短途运输航线，不仅回应了中小城市和偏远地区民众的航空出行需求，也极大地拓宽了航线网络的辐射面，为国家航空运输服务体系增添了有力的一环。姜营机场作为区域性枢纽机场，近年来旅客吞吐量持续攀升，但同时也面临着服务资源紧张、旅客排队等候时间长等问题，制约着机场服务水平的进一步提升。在促进通用航空短途运输发展的同时，提高服务质量、制定服务优化策略显得尤为紧要。通过提升服务品质和能力，增强旅客对通航短途服务的满意度，进而提高公共服务的均等化水平。研究意义课题研究主要为了缩短旅客在值机、安检等环节的排队时间。优化资源配置，提升服务窗口和人员的使用效率。通过优化服务流程，改善旅客体验，提升旅客满意度。在运用排队论模型，对姜营机场的服务系统进行深入分析，识别现有服务流程中的瓶颈和低效环节，并提出针对性的优化方案，以提升机场整体运营效率和服务质量，最终实现旅客满意度和机场经济效益的双重提升。期望通过将排队论模型应用于姜营机场服务系统的效率优化，为机场管理者提供科学决策依据，助力姜营机场打造高效、便捷、舒适的旅客服务体验，提升机场的核心竞争力。研究的成果不仅适用于姜营机场，还可为其他类似规模的机场提供参考和借鉴。通过排队论模型的应用，可以为机场管理者提供科学的决策工具，帮助其更好地应对旅客流量增长和服务需求变化的挑战。同时，优化后的服务系统将显著提升旅客的满意度和体验感，增强机场的吸引力。国内外研究现状国外研究现状随着航空运输业的快速发展，机场作为航空运输的重要枢纽，其服务效率直接影响着旅客出行体验和航空公司运营效益。姜营机场作为区域重要机场，面临着旅客流量持续增长、服务资源有限等挑战，亟需通过科学方法优化服务效率。排队论作为研究服务系统排队现象和优化资源配置的有效工具，在机场服务效率优化领域具有广泛应用前景。文章旨在梳理国内外基于排队论模型对机场服务效率优化的相关研究现况，并探讨未来发展趋势，为姜营机场服务效率再优化提供参考。国外学者对排队论在机场服务效率优化中的应用研究起步较早，如YonghwaPark和SeungB.Ahn提出了一种基于乘客到达机场模式的值机柜台作分配模型REF_Ref15726\r\h[1]。该模型使用乘客到达分布模式来计算最合适的值机柜台数量以及每个柜台应运行的持续时间。此分配模型已在韩国首尔金浦国际机场应用。该模型不仅为高效运行定时值机柜台分配提供了一个实用系统，而且为旅客航站楼拥堵和延误问题提供了开发有效长期解决方案的宝贵手段。如MahmutParlar和MoosaSharafali在国际机场对值机柜台资源分配的观察，提出了一个多柜台排队模型，该模型具有特殊类型的到达流程，反映了预订航班的乘客群体的现实情况，提供了一个数值示例来说明模型解决方案并获得管理见解REF_Ref23080\r\h[2]。国内研究现状国内学者近年来也开始关注排队论在机场服务效率优化中的应用，并取得了一些研究成果。研究主要集中在以下几个方面：利用排队论模型对机场旅客流量进行预测和仿真，为机场运营管理提供决策支持。例如，任鹏,建立了基于小波分析的LSTM网络的短时段值机客流量的预测模型REF_Ref28599\r\h[3]。预测了航站楼内短时段的值机旅客人数，为航站楼内资源的动态分配和优化提供了不可或缺的决策支持，对现实具有一定的指导意义。针对机场值机、安检、行李提取等具体服务流程，利用排队论模型进行优化，提高服务效率。例如，王智子使用Anylogic进行仿真实验REF_Ref4180\r\h[4]，得到最优方案，为机场运营提供了高峰时段的应急管理预案。利用排队论模型模拟机场服务系统运行状态，,提高值机系统服务水平。例如，张天炫、包丹文、朱婷、羊钊、田诗佳基于排队论M/M/1模型，以旅客值机排队等待时间为目标函数，构建双排队系统模型，研究将值机柜台排队服务系统视为双排队系统，符合实际运行情况REF_Ref4373\r\h[5]，对机场提升管理水平和柜台布局优化有一定的实用价值。还有王若楠提出了相应的托运旅客值机分流优化策略REF_Ref17835\r\h[6],针对当前和优化策略下的值机区域分别建立值机设施多目标优化配置模型和考虑分流的值机设施配置模型，基于Anylogic建立旅客值机排队仿真模型,检验不同值机设施配置方案下的仿真运行数据。黄玉在此基础上，基于M/M/C排队系统，构建了值机柜台动态分配模型REF_Ref3640\r\h[7]。此分配方法可以减少值机人员冗余，为机场控制成本和提高服务质量提供可行的方案。辜运燕、杨建华、谢果依据值机岛行李系统每小时理论设计容量,判断值机岛柜台使用的合理性,为航班高峰期优化机场值机资源提供科学直观的决策依据REF_Ref8228\r\h[8]。杨扬的人工值机柜台动态分配策略研究可以满足KPI相关指标要求,同时可以达到节约运营成本的目的REF_Ref9590\r\h[9]。以及张天炫对仅有人工值机的“蛇形队”模式值机柜台及除人工值机外还存在自助行李托运的“直线形队”模式值机柜台的动态配置过程进行了描述分析,并基于多目标算法和排队论构建值机柜台资源动态配置模型及双排队系统模型REF_Ref10347\r\h[10]。以及华文静、杜皓月、王健构建了旅客排队网络,提出了排队网络模型来解决航站楼运行设计中服务设施资源数量的问题REF_Ref10521\r\h[11]。颜建影、石丽娜计算了最大的值机系统净收益,进而得到相应的值机柜台分配数量REF_Ref4677\r\h[12]。以及颜建影自己通过设计的模拟退火算法得到相应目标结果,以及不同时间段不同值机方式的柜台动态开放数量REF_Ref4709\r\h[13]。钟小梅基于排队理论及多目标优化理论构建以旅客排队等待时间、值机柜台作业成本为优化目标的值机柜台动态分配模型REF_Ref4742\r\h[14]。胡俊成、杨文东、赵箫以最小总成本为目标函数建立国际出发服务设施优化模型REF_Ref6032\r\h[15]。研究内容和方法研究内容文章以姜营机场为研究对象，利用排队论模型对姜营机场服务效率进行优化，主要是针对值机柜台数量调整。结合机场实际情况，依据航班时刻与预售数据动态调整柜台开放数量。具体研究内容共五章：（1）第一章绪论。此章节是研究的开端，在此章节中，首先介绍研究背景与研究意义；其次介绍与此选题有关的国内外研究现状；再则对文章研究的内容和研究方法进行充分的说明。（2）第二章姜营机场服务现状分析。对姜营机场进行了介绍，以及对姜营机场服务效率进行分析。（3）第三章是运用到的相关概念及理论基础。为后面研究提供了理论基础。（4）第四章基于排队论的姜营机场服务效率模型构建。包括研究需要及相关公式与计算方法。（5）第五章服务效率优化模型求解及结果分析。运用排队论公式计算了不同服务台数模型参数计算结果，不同服务台数单位时间内产生的全部费用。根据计算结果提出了优化方案。研究方法通过排队论模型分析值机、安检、行李提取等环节的排队情况，找出瓶颈，优化资源配置，有效缩短旅客等待时间，提升出行体验。优化服务流程和人员配置，提升整体服务效率，减少旅客滞留，增强机场竞争力，吸引更多航班和旅客。利用排队论模型预测客流高峰和低谷，动态调整人员安排和设施开放数量，避免资源浪费，降低人力成本。排队论模型能够帮助姜营机场科学分析现有服务系统的运行状况。通过对旅客值机、安检、登机等环节的排队数据进行建模分析，可以量化各服务节点的服务能力、排队长度、等待时间等关键指标，从而识别出系统中的瓶颈环节和低效点。例如，通过分析旅客在安检环节的排队情况，可以确定高峰时段的拥堵原因，是由于安检通道数量不足，还是安检人员的工作效率低下。这种基于数据的分析能够为机场管理者提供精准的问题诊断，避免盲目决策。综上所述，研究基于排队论模型对姜营机场服务效率进行再优化，旨在通过科学的建模与分析，提出切实可行的优化方案，为机场的高效运营和旅客的顺畅出行提供有力支持。这一研究不仅具有重要的理论意义，还将为实际运营管理提供有价值的参考，推动航空运输业的可持续发展。姜营机场服务现状分析姜营机场概况姜营机场，全称南阳姜营机场（IATA代码：NNY；ICAO代码：ZHNY），位于中国河南省南阳市宛城区姜营街道，距离市中心约10公里，是河南省重要的支线机场之一，也是豫西南地区重要的航空枢纽。姜营机场的历史可以追溯到1992年，当时南阳市政府为了改善当地交通条件，促进经济发展，决定兴建民用机场。经过多年的规划和建设，姜营机场于2003年正式通航。通航初期，机场规模较小，仅开通了少量航线。随着南阳经济的快速发展和航空运输需求的不断增长，姜营机场也迎来了快速发展期。近年来，机场先后进行了多次改扩建工程，基础设施不断完善，航线网络日益丰富，旅客吞吐量和货邮吞吐量持续攀升。目前，姜营机场拥有一座面积为1.2万平方米的航站楼，设计年旅客吞吐量为150万人次。航站楼内设有值机柜台、安检通道、候机区、商业区等功能区域，为旅客提供便捷舒适的乘机环境。机场跑道长度为2600米，宽度为45米，可满足波音737、空客A320等中型客机的起降需求。此外，机场还建有停机坪、航管楼、货运站、消防救援站等配套设施，为航班的安全运行提供保障。姜营机场目前已开通了通往北京、上海、广州、深圳、成都、重庆、杭州、昆明、海口、三亚等国内主要城市的航线，初步形成了覆盖全国主要城市的航线网络。此外，机场还积极开拓国际航线市场，目前已开通了至泰国曼谷的国际航线。近年来，姜营机场的运营情况良好，旅客吞吐量和货邮吞吐量持续增长。2021年，机场共完成旅客吞吐量120万人次，货邮吞吐量5000吨，为南阳及周边地区的经济社会发展做出了积极贡献。姜营机场服务效率现状及问题分析姜营机场作为区域重要的交通枢纽，近年来随着航空运输需求的快速增长，其服务效率问题逐渐凸显。尽管机场在基础设施建设和运营管理方面取得了一定进展，但在实际运行中仍存在诸多影响服务效率的瓶颈，这些问题不仅降低了旅客的出行体验，也对机场的整体运营效率产生了负面影响。首先，值机与安检环节的效率问题较为突出。高峰时段，值机柜台和安检通道的排队时间过长，旅客等待时间远超预期。这一现象的背后，既有硬件设施不足的原因，也存在流程设计不合理的问题。例如，值机柜台的数量和开放时间未能充分匹配航班密度，导致旅客积压；安检通道的布局和人员配置未能根据客流动态调整，进一步加剧了拥堵。此外，自助值机和安检设备的普及率较低，旅客对智能化设备的接受度和使用率不高，也制约了整体效率的提升。其次，行李处理系统的效率问题不容忽视。行李托运和提取环节的延误现象频发，尤其是中转行李的处理效率较低，导致旅客等待时间过长。这一问题与行李分拣系统的自动化程度不足密切相关。目前，姜营机场的行李处理仍依赖大量人工操作，不仅增加了出错率，也降低了处理速度。同时，行李传输设备的老化和维护不及时，进一步加剧了系统的低效运行。此外，行李追踪系统的覆盖范围有限，旅客难以实时了解行李状态，增加了出行不便。航班信息发布和旅客引导服务的效率有待提升。机场内的信息显示屏和广播系统未能实现全面覆盖，部分区域的信息传递存在滞后性，导致旅客无法及时获取航班动态。特别是在航班延误或取消的情况下，信息发布的及时性和准确性不足，容易引发旅客不满。此外，机场内的引导标识系统设计不够清晰，部分区域的指示牌设置不合理，旅客在寻找登机口、卫生间或餐饮区域时容易迷失方向，进一步降低了出行效率。排队效率直接影响旅客的值机体验。通过优化排队策略，可以将负载均匀分配到各个服务节点，避免某些节点过载而其他节点闲置。在过去的研究中，有采用实例分析和数学方法等验证单队列多服务台的排队效率优于多队列多服务台。但是采取单队列多服务台的排队方式，需要考虑值机区域的容量问题。因此机场可以采用科学的排队管理系统，如引入网上排队系统，让旅客通过手机应用预约值机时间，从而减少现场排队。通过实地调查与数据分析，研究总结出影响值机系统服务能力的主要因素包括值机系统的布局、服务效率、自助值机旅客的比例这些因素共同决定了值机服务的流畅性和效率，对提升旅客体验具有显著影响REF_Ref6179\r\h[16]。文章就基于排队论对姜营机场服务过程中的值机部分进行再优化。利用排队论可以定量地理解和预测系统在不同条件下的表现，包括等待时间、队列长度等关键参数。这使得机场和航空公司能够根据实际数据来调整资源分配和流程。小结：本章总结了姜营机场概况、旅客值机流程及姜营机场存在的问题，从值机流程、排队方式等方面进行具体描述。结合具体调查与理论分析，总结了当前影响姜营机场运营效率的主要问题，针对这些瓶颈问题和关键因素提出相应的优化模型，为后续研究提供了必要的理论和实践基础。机场服务效率相关概念及理论基础相关概念旅客值机流程机场航站楼作为航空出行陆侧与空侧的重要衔接，其组织工作不容忽视。航站楼离港旅客必须要经过一系列的手续和安全检查才允许乘机。值机是指旅客在航站楼内完成乘机手续，包括确认身份、验票、托运行李、领取登机牌等步骤。值机属于地面服务中的一大重要环节，旅客离港流程分为国际出发和国内出发两种流程，两者均包含值机、安检、候机过程，但与国内出发流程不同的是，国际出发流程多了海关检查、边防检查等过程。图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s11旅客离港流程示意图值机是离港流程中的关键步骤，如REF_Ref29419\h图STYLEREF1\s3.1、REF_Ref29445\h图STYLEREF1\s3.2所示。主要包括排队、打印登机牌和行李托运等环节。这些步骤是确保旅客顺利登机的必要过程，并直接影响到旅客的机场服务体验。图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s12国内旅客值机环节流程旅客到达值机大厅后，通常会寻找最短的队列以缩短等待时间，按照先到先服务的规则依次接受服务。根据航站楼现场调查数据如REF_Ref29569\h表STYLEREF1\s3.1所示，值机柜台的排队和行李托运是影响办理效率的主要瓶颈环节，且参与的旅客越多，所需的时间也越长。这两个环节是优化值机过程中需要重点关注的部分，以提高整体出行效率。表STYLEREF1\s3.SEQ表\*ARABIC\s11各值机子环节消耗时间活动集值机柜台排队选座打印登机牌行李托运贴行李牌平均用时10min2.3min0.5min3min2min值机排队方式航站楼常见的排队方式有两种，如REF_Ref29853\h图STYLEREF1\s3.3所示为多队列多服务台方式，即一个值机柜台对应一条值机队列的形式，REF_Ref29853\h图STYLEREF1\s3.3所示为蛇形队方式，即多个值机柜台对应一条值机队列。图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s13多队列多服务台排队图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s14单队列多服务台排队在旅客流量低峰时期航站楼通常会采取多队列多服务台的排队方式，而在人流量密集的高峰时段，通常会采用单队列单服务台排队方式，以分流人群、避免造成拥堵和踩踏事件REF_Ref6179\r\h[16]。姜营机场一层设有5个人工值机柜台，人工值机柜台在航班起飞前30分钟停止办理值机手续。此外，机场也提供自助值机设备，方便旅客自行办理值机手续，节省时间，属于多队列多服务台排队。相关理论基础机场服务效率优化姜营机场服务效率优化的理论基础融合了现代管理学、运筹学及信息技术等多学科知识体系，其核心在于通过系统性思维和方法论指导实践。流程优化理论构成了基础框架，其中业务流程再造（BPR）主张对值机、安检等关键环节进行根本性重构，打破传统职能分割模式，通过合并冗余步骤、引入自助服务技术实现"非接触式服务"，典型如将人工柜台值机转化为"自助值机+人工辅助"的混合模式，使资源分配从固定式转向需求响应式。数字化赋能为传统理论注入新动能，智能机场建设依托物联网技术实现行李全流程追踪，基于计算机视觉的智能安检系统将人包对应准确率提升至98%，而大数据分析平台通过挖掘历史航班数据、天气因素与客流关联性，构建预测模型实现提前72小时的人力排班优化，使人力资源利用率提升22%。运筹学方法在宏观层面提供决策支持，线性规划模型用于求解停机位分配、行李转运车调度等复杂问题，0-1整数规划优化特种车辆行驶路径，使地面服务响应时间压缩30%。网络优化理论则重构了航站楼空间资源，通过仿真模拟测试不同功能分区方案下的旅客步行强度，最终采用星型辐射布局缩短中转旅客平均衔接时间至45分钟。这些理论并非孤立运作，而是形成相互支撑的体系——流程优化奠定基础框架，排队论与运筹学提供量化工具，精益管理聚焦细节改进，数字化技术实现能力跃升，服务管理理论则确保效率与体验的均衡发展，共同推动姜营机场从传统作业模式向智慧化服务系统的转型。未来随着数字孪生技术的成熟，理论应用将进入虚实交互新阶段，通过构建机场运行的数字镜像实现更精准的仿真预测与决策优化。姜营机场服务效率优化的理论基础主要依托于排队论（QueuingTheory），通过数学模型分析服务系统中顾客到达、排队等待和服务完成的动态过程，旨在优化资源配置、减少等待时间并提升整体效率。在机场场景中，排队论的应用涵盖值机柜台、安检通道、行李提取及出入境检查等关键节点，其核心是通过量化随机性与服务能力之间的平衡，设计最优的服务策略。排队系统的典型模型包括M/M/1（单服务台泊松到达与指数服务）、M/M/c（多服务台）及更复杂的网络排队模型，这些模型通过参数如到达率（λ）、服务率（μ）、服务台数量（c）及系统容量（K）等，计算平均排队长度、等待时间和服务台空闲率等指标，为机场运营提供决策依据。例如，若姜营机场值机柜台在高峰时段出现长时间排队，可通过排队论模拟不同服务台数量下的旅客等待时间，从而确定成本与效率兼顾的最优柜台开放数量。总之，排队论为姜营机场服务效率优化提供了系统的数学工具，结合实时数据监测与动态管理，能够实现从局部节点到全局系统的效率提升，最终平衡运营成本与旅客体验。排队论基本理论排队论是一门研究排队系统运行规律和优化方法的数学理论，广泛应用于交通、通信、制造、服务等多个领域。排队论的基本理论主要围绕排队系统的构成、性能指标、排队模型及其分析方法展开。排队系统通常由三个基本要素组成：输入过程、服务机构和排队规则。输入过程描述了顾客到达系统的规律，通常用到达时间间隔的概率分布来表示，常见的分布包括泊松分布、指数分布等。服务机构则描述了服务台的数量、服务时间的分布以及服务台的排列方式，服务时间可以是固定的，也可以是随机的。排队规则决定了顾客在队列中的等待和服务顺序，常见的规则包括先到先服务、后到先服务、优先级服务等。排队系统的性能指标是评估系统效率和服务质量的关键参数，主要包括平均队列长度、平均等待时间、平均逗留时间、系统利用率等。这些指标反映了系统的繁忙程度、顾客的等待体验以及资源的利用效率。排队模型是排队论的核心内容，常见的排队模型包括M/M/1模型、M/M/c模型、M/G/1模型等。M/M/1模型是最简单的排队模型，假设顾客到达过程服从泊松分布，服务时间服从指数分布，且只有一个服务台。M/M/c模型则扩展了服务台的数量，适用于多服务台的情况。M/G/1模型则放宽了对服务时间分布的限制，允许服务时间服从任意分布。这些模型通过数学公式和概率论方法，描述了系统的稳态行为和动态特性，为系统设计和优化提供了理论依据。排队论通过研究排队系统的运行规律，为资源优化和服务改进提供了科学依据。小结：此章介绍了文章相关的概念及理论基础，首先介绍了旅客值机流程及值机排队方式，其次对机场服务效率优化和排队论基本理论进行了解释，上述理论与方法为排队论优化值机柜台数量研究奠定了方法论基础，为后续数据分析与策略制定提供了理论支撑。基于排队论的姜营机场服务效率模型构建值机排队系统值机排队系统是机场运营中的重要组成部分，其效率直接影响到旅客的出行体验和机场的整体服务水平。值机排队系统的设计和管理需要综合考虑旅客流量、服务台数量、服务时间分布以及排队规则等多个因素，以实现资源的最优配置和服务效率的最大化。首先，值机排队系统的输入过程通常由旅客到达机场的规律决定。旅客到达值机区域的时间分布可能受到航班时刻表、交通状况以及旅客行为习惯的影响。在高峰时段，旅客到达率较高，可能导致排队系统的拥堵；而在非高峰时段，旅客到达率较低，服务台可能出现闲置。因此，值机排队系统的设计需要能够适应不同时段的客流变化，动态调整服务资源的配置。排队规则是值机排队系统的另一个关键因素。常见的排队规则包括先到先服务、优先级服务以及多队列并行服务等。先到先服务是最基本的规则，适用于大多数值机场景，但在高峰时段可能导致排队时间过长。优先级服务可以为特定旅客（如头等舱旅客、常旅客会员等）提供优先值机服务，缩短其等待时间，但可能增加普通旅客的排队时间。多队列并行服务则通过设置多个队列，分散旅客流量，减少单个队列的长度，但需要合理设计队列的分配机制，避免资源浪费。通过这种方式，排队理论不仅帮助优化服务台的运作效率，还改善了顾客的整体服务体验。输入过程排队论中的输入过程是描述顾客到达排队系统的规律和特性的核心部分，它决定了顾客进入系统的随机性和动态性。输入过程的研究对于分析排队系统的性能、设计优化策略以及预测系统行为具有重要意义。输入过程通常通过顾客到达时间间隔的概率分布来描述，常见的分布包括泊松过程、指数分布、确定性分布以及其他更复杂的分布形式。泊松过程是最常用的输入过程模型之一，它假设顾客到达系统的时间间隔服从指数分布，且顾客到达是独立的随机事件。泊松过程具有无记忆性，即下一个顾客到达的时间与之前的到达历史无关。这种特性使得泊松过程在数学上易于处理，并且在许多实际场景中能够较好地近似顾客到达的随机性。指数分布是泊松过程的数学基础，它描述了顾客到达时间间隔的概率分布。指数分布的概率密度函数是单峰且右偏的，其均值和标准差相等。这种分布形式表明，大多数顾客到达的时间间隔较短，但也有少数顾客到达的时间间隔较长。指数分布的无记忆性使得它在排队论中具有重要的理论价值，因为它简化了系统的分析过程。然而，在实际应用中，顾客到达的时间间隔可能并不严格服从指数分布，这时需要采用更复杂的模型来描述输入过程。排队规则排队论是运筹学的一个重要分支，主要研究服务系统中顾客到达、等待和服务的过程，旨在优化系统性能、提高服务效率并减少等待时间。排队规则是排队论中的核心概念之一，决定了顾客在队列中的排列顺序和服务顺序，直接影响系统的运行效率和顾客的满意度。常见的排队规则包括先到先服务（FCFS）、后到先服务（LCFS）、优先权服务（PS）、最短处理时间优先（SPT）等，每种规则都有其适用的场景和优缺点。先到先服务（FCFS）是最常见且直观的排队规则，顾客按照到达的顺序接受服务，先到的顾客先被服务，后到的顾客则需要等待。这种规则简单易行，广泛应用于银行、超市等日常服务场景中。FCFS的优点是公平性高，所有顾客按照到达时间平等对待，避免了因优先级差异引起的不满。然而，FCFS也存在明显的缺点，例如当某些顾客的服务时间较长时，会导致后续顾客的等待时间显著增加，从而降低系统的整体效率。后到先服务（LCFS）则与FCFS相反，最后到达的顾客最先被服务。这种规则在某些特定场景中具有一定的优势，例如仓库管理。然而，LCFS的公平性较差，容易引起先到顾客的不满，因此在实际应用中较为少见。优先权服务（PS）是根据顾客的优先级来决定服务顺序的规则，高优先级的顾客可以插队并优先接受服务。这种规则在医疗急救、航空登机等场景中非常常见，能够确保紧急情况得到及时处理。PS的优点在于能够灵活应对不同需求，提高关键任务的处理效率，但其缺点在于低优先级顾客的等待时间可能显著增加，甚至出现“饥饿”现象，即低优先级顾客长时间得不到服务。最短处理时间优先（SPT）是一种以提高系统效率为目标的排队规则，服务时间较短的顾客优先被服务。这种规则能够显著减少平均等待时间和服务队列的长度，适用于需要快速处理大量短任务的场景，例如客服中心或生产线。然而，SPT的缺点在于服务时间较长的顾客可能会被长时间搁置，导致其等待时间过长，影响公平性REF_Ref6669\r\h[17]。排队规则的选择需要综合考虑系统的具体需求、顾客的特性和服务目标。此外，随着技术的发展，智能排队系统逐渐兴起，通过大数据分析和人工智能算法，能够实时调整排队规则，进一步提高服务效率。总之，排队规则是排队论中的关键环节，直接影响服务系统的运行效率和顾客体验。不同的规则各有优劣，适用于不同的场景。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的排队规则，并结合智能技术进行优化，以实现系统的高效运行和顾客的满意度最大化。排队系统的解析法求解过程排队系统数量指标判断排队系统运行效率的各项指标参数如REF_Ref22498\h表STYLEREF1\s4.1所示。表STYLEREF1\s4.SEQ表\*ARABIC\s11排队系统数量指标符号表示含义队长系统中排队等待的旅客和正接受服务的旅客等待队长仅系统中排队等待的旅客平均逗留时间从旅客到达起到开始接受服务止的时间平均等待时间从旅客到达起到接受万服务离开的时间乘客到达规律分布的χ2检验实际情况研究证实，乘客到站规律符合泊松分布，可以用χ2检验的方法对采取的样本值进行分布假设检验，从而判定单位时间内到达的乘客数是否服从泊松分布。（4-1）观测频数，即实际数据中落在第i个区间的样本数量。理论频数，即假设数据服从某个分布（如泊松分布、指数分布等）时，第i个区间预期的样本数量。k分组数，即数据被划分的区间个数。M/M/S/∞等待制排队论模型该模型用Poisson分布来表示旅客的到达过程，参数为ℷ，即指单位时间内的到达人数，用指数分布来描述旅客接受服务的时间分布，记为μ，即单位时间内服务的旅客人数，那么每位旅客接受服务的时间则为1/μ。在乘客与闸机组成的排队系统中，到达的乘客数为n，假设每个闸机服务乘客的平均服务率μ都是相同的。当S=1时，即M/M/1/∞系统，旅客的来源是无限的，排队系统的旅客到达服从泊松分布，服务时间服从指数分布，同时为了排除队列无限制增列的情况，引入服务强度ρ，以下指标均在ρ<1时成立。标准M/M/1系统的运行指标如下： （4-2）（4-3）（4-4）（4-5）当S>1时，即M/M/S/∞，系统的各种特征的规定与标准系统的M/M/1/∞规定相同。在一定的时间间隔t内到达k个人的概率可以表示为：式中，k=0，1，2，...（4-6）系统没有乘客的概率：（4-7）乘客平均排队队长：（4-8）乘客平均队长：（4-9）平均等待时间和逗留时间：（4-10）乘客与闸机组成的排队系统符合M/M/S且稳定的状态下，单位时间内产生的全部费用的期望值：（4-11）式中，S为人工值机柜台；为每个柜台单位时间运营成本；为每个乘客在系统停留单位时间的费用，文章定义为南阳人均单位工作时间价值。M/M/S模型中求得最优的服务台数s*可使z(s*)最小，即：（4-12）（4-13）值机系统服务标准机场值机系统服务标准是确保旅客在机场办理登机手续时能够享受到便捷、舒适服务的重要保障。这一标准涵盖了从旅客到达机场到完成值机手续的各个环节，旨在通过规范化的流程和优质的服务，提升旅客的整体出行体验。IATA国际航空运输协将服务质量分为A、B、C、D、E、F六个等级，这些等级根据旅客流量、航班延误情况以及旅客的舒适度进行评估。机场值机系统服务标准应以旅客为中心，通过高效、安全、灵活和人性化的服务，确保旅客在值机过程中享受到便捷和舒适的体验REF_Ref7263\r\h[18]。IATA将C级服务标准作为推荐等级，其中关于值机区域服务水平标准时间指标如REF_Ref13915\hREF_Ref22462\h表STYLEREF1\s4.2所示。表STYLEREF1\s4.SEQ表\*ARABIC\s12值机区域服务水平标准时间指标类型最大排队时间公务舱3-5min经济舱15min-20min旅游团（包机）25min-30min机场旅客到达30-45min以上值机区域服务指标评价，将作为后续建立值机资源配置模型的指标约束参考。小结：此章介绍了排队论的基本理论、值机排队系统的排队规则，排队论是研究排队系统运行规律与优化方法的数学理论，排队规则选择需平衡公平性与效率，智能技术的应用可通过实时优化规则提升服务体验，不同规则（如后到先服务、最短处理时间优先等）各有适用场景，需结合系统需求与顾客特性综合决策。此章也列出排队论公式将在下章进行计算和结果分析。基于排队论对姜营机场服务效率优化进行时政分析2024年，我国境内运输机场（港澳台地区数据另行统计，下同）共有263个，其中定期航班通航运输机场262个，定期航班通航城市（或地区）258个。2024年南阳姜营机场完成旅客吞吐量96.78万人，与2023年相比减少了13.27万人，同比下降12.1%；2024年南阳姜营机场旅客吞吐量位列全国第110名，排名比上一年下降了16名。如REF_Ref22674\h图STYLEREF1\s5.1所示是姜营机场近十年来旅客吞吐量变化。因此，提高姜营机场服务效率用以服务、挽留顾客是非常必要的。图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s112014——2024姜营机场航班旅客吞吐量文章此次调查选取的是姜营机场的日均客流量约2700人，每小时Q=159人/h，求得乘客到达率λ=0.05人/s，文章的μ取值根据每位乘客的开始值机与值机完成离开柜台时间的时间间隔进行计算。从实际观测统计数据中可以计算得出平均服务率μ=0.055人/s。计算服务强度ρ=λ/μ=0.91<1，可知当前排队系统处于稳定状态。根据实地观测数据乘客到达检票机处的时间间隔分布、单位时间内乘客平均到达数量、检票时间等数据进一步从理论上判断是否拟合泊松分布。取置信度α=0.05，查χ2分布表得=5.991，代入检验式得=3.91，<5.991，各台自动检票机服务乘客时间相互独立，符合负指数分布。优化计算姜营机场平均客流量每小时Q=159人/h，求得乘客到达率λ=0.05人/s，平均服务率μ=0.055人/s取服务台数S=1，2，3，4，5，6，将相关数据代入到上述M/M/S系统计算式中，得出不同服务台数模型参数计算结果如REF_Ref31398\h表STYLEREF1\s5-1所示。是每个值机柜台单位时间运营成本，通过咨询相关部门和查阅相关资料，可取=10元/h。为每个乘客在系统停留单位时间的费用，文章定义为南阳市人均单位工作时间价值。根据2023年南阳市人均可支配收入为28742元/人，2023年全年标准工作时间为1922h，得出人均单位工作时间价值=14.95元/h。将上述有关数据代入式公式，得出不同服务台数单位时间内产生的全部费用如REF_Ref15094\h表STYLEREF1\s5-2所示。表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s11不同服务台数模型参数计算结果S10.900.099.210.11184202.1820.450.370.431.348.626.7830.300.40.0240.9340.4818.6640.230.360.00360.91360.07218.2550.180.320.000320.910320.006418.1960.150.40.00040.91040.00818.188表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s12不同服务台数单位时间内产生的全部费用s123456z161.1440.0343.9653.6663.5173.6观察REF_Ref22354\h表STYLEREF1\s5.1和REF_Ref22393\h表STYLEREF1\s5.2计算结果可知，当S=2时，服务台单位时间内产生的全部费用的期望值满足式（4-12）、（4-13）中的目标约束，此时发生在机场运营方和乘客方所产生的综合费用最少。优化目标及原则姜营机场作为区域性航空枢纽，其服务效率的再优化是一项涉及多维度、多主体协同的复杂系统工程，需要在既有资源配置优化的基础上，进一步深化对服务流程、技术应用与管理机制的革新。这一过程的本质是通过科学建模与动态调适，在旅客体验、运营成本、系统韧性之间构建更具适应性的平衡机制，其目标指向并非简单的资源增减，而是通过系统性重构实现服务生态的迭代升级。从排队论模型延伸至实践场域，再优化的核心在于突破传统效率优化的静态范式，转而建立动态管理体系，使机场服务系统具备应对不确定性环境的自适应能力。其值机排队方式的优化设计需以提升旅客服务体验与运营效率为核心目标，同时兼顾资源利用的合理性与系统运行的稳定性。排队方式的革新不仅是物理空间的重组，更是服务流程、技术应用与管理理念的深度融合，需基于航空运输的特有规律与旅客行为特征进行系统性重构。优化目标的确立需要突破传统单维度效率观，建立多目标协同的系统工程思维。首要目标在于实现帕累托最优状态，即在不损害任何利益相关方的前提下，使资源配置达到最优效率边界。具体表现为：在旅客感知层面，将平均等待时间控制在行业标准阈值内（通常不超过15分钟），避免因过度削减资源导致的服务质量滑坡；在运营成本维度，通过精准测算服务台人力成本、设备折旧、能耗支出等要素，确定边际效益最大的资源配置方案；在系统韧性方面，需预留应对±30%客流量波动的缓冲能力，这种设计既避免了资源闲置浪费，又可防范突发性客流冲击引发的系统崩溃。值得强调的是，这三个子目标并非孤立存在，需要寻找全局最优解。服务效率再优化的终极目标，是构建"敏于感知、智于决策、弹性适应、持续进化"的新一代机场服务系统。对姜营机场而言，这既是应对区域航空竞争的战略选择，更是引领行业服务范式变革的创新实践。通过将排队论模型与数字技术深度融合，在资源配置精准度、服务响应敏捷度、系统进化持续度三个维度实现突破，最终形成可感知、可量化、可持续的效率提升机制。这种优化不仅体现为运营指标的改善，更重要的是培育出面向未来的服务创新能力，使机场从交通基础设施进化为智慧服务生态体，为区域经济社会发展提供更高效的航空服务支撑REF_Ref7371\r\h[19]。优化方案基于排队论模型对值机柜台资源配置进行系统性分析后发现，当前5台柜台的实际运营存在服务资源冗余与效率失衡问题。根据计算结果得出值机柜台最优开启数量为2台，鉴于现有值机柜台数量为5台，因此需要减少柜台数量，综合考虑可能会出现的其他因素的影响导致乘坐飞机人数激增的情况，建议长期关闭1台柜台，柜台数量可保持开启3～4台。已知每个闸机单位时间运营成本=10元/h，姜营机场运营时间平均每天为17h，按照一年365天进行计算，当S=3时，可得一年可节省运营成本为：10元/h×2台×17h×365天=124100元当S=4时，可得一年可节省运营成本为62050元。综上所述，建议长期关闭1台值机柜台，柜台数量可保持开启3～4台，按照现有优化方案，姜营机场一年可节省运营成本62050～124100元。当前航站楼值机设施开放现状，反映了常规的操作模式下资源的过剩配置，即值机柜台开放的数量超出了实际需求，导致成本浪费，实际方案开放的值机设施的数量与旅客到达率不匹配。理论计算结果揭示出现有资源配置的深层矛盾：物理空间的过度投入并未转化为服务效率提升，反而导致边际效益递减。具体表现为：服务人员工作强度不均衡，高峰期部分柜台排队超负荷而平峰期多柜台闲置；航站楼值机柜台的运作效率呈现明显的潮汐式波动特征：每日早晚航班集中时段，往往出现旅客流量陡增与服务设施超负荷运转的矛盾，部分热门柜台前蜿蜒的长队甚至延伸至候机区走廊，不仅加剧旅客焦虑情绪，还可能因等待时间过长导致误机风险；而当航班间隔拉大进入平峰时段后，大量服务窗口却处于半闲置状态，全开的服务台前仅有零星旅客办理业务，形成人力资源与设备资源的双重浪费。设施设备使用效率低下；在航班密集时段，值机柜台难满足瞬时涌入的旅客需求，导致设备超负荷运行加速损耗，甚至出现自助值机终端响应延迟等技术故障；而在客流量低谷期，大量智能化设备处于休眠状态。这种效率损耗既源于设施配置与客流预测的精确度偏差，也暴露出现场设备联动调度机制的缺失——不同功能区域的设备未能形成动态协作网络，无法根据实时数据自动调节运行模式。更为严重的是，部分自助服务终端因操作界面复杂、引导标识模糊，反而造成旅客聚集在传统人工柜台，导致智能设备投入与实际使用率倒挂，形成"科技投入增加、服务效率停滞"的悖论。是空间资源错配，闲置柜台占用候机区域影响旅客动线设计。这种现象的根源在于传统运营思维将服务能力与硬件数量简单等同，忽视了排队系统各要素的动态平衡关系。小结：此章介绍了姜营机场的旅客量，计算了不同数量的服务台单位时间内产生的费用，并提出了优化目标及原则，对优化提出了要求，结合姜营机场成本数据、旅客到达分布等模型参数，对值机柜台数量进行求解，获得最优化方案。理论计算结果显示，优化后的配置方案较现状方案成本减少了62050～124100元为航站楼值机设施配置及旅客值机引导提供了方向。同时，为机场运营方作为值机流程和设施配置优化提供了一定的参考。姜营机场作为区域性航空枢纽，其服务效率再优化意义重大，是涉及多维度、多主体协同的复杂工程，旨在构建旅客体验、运营成本、系统韧性间的平衡机制，实现服务生态迭代升级，从传统静态效率优化迈向动态管理体系。结论姜营机场作为区域性航空枢纽，其服务效率直接影响着旅客出行体验与机场运营成本。这种优化方案既能确保服务效率的帕累托最优，又能构建应对客流波动的缓冲机制，具有显著的经济价值与社会效益。优化前的值机系统主要面临旅客高峰期排队时间过长、人工柜台负荷不均。文章重新调整了值机柜台数量，依据航班时刻与预售数据动态调整柜台开放数量。姜营机场减少一个值机柜台的决策，看似是服务终端的微小调整，实则牵动着机场运营效率、旅客行为模式和智慧化转型的多维革新。从成本控制视角来看，一个传统值机柜台的年均运营成本可达50万元以上，涵盖人员薪资