考虑成本、等待时间和安全水平的分类安检模式研究

近年来,随着民航机场旅客吞吐量快速增加,机场安检部门的工作压力正不断加大,旅客等待时间也正在逐渐增加。针对该问题,引入了分类安检模式。然而,分类安检模式通常需要额外的投资成本,可能会产生较大的财务负担。因此,以成本为目标,综合考虑旅客等待时间和安全水平的要求,研究了分类安检模式和传统安检模式的比较以及最优决策性质等相关问题。首先,考虑安全水平和旅客等待时间的约束,分别为传统安检模式和分类安检模式建立了模型,并分析了其最优运营决策性质。其次,从成本的角度,对两种安检模式做了比较研究。研究结果表明,当旅客数量多、安检犯错容忍度较高或旅客等待敏感时,分类安检模式比传统安检模式表现更优;反之,传统安检模式更优。此外,在分类安检模式中,分配到高风险安检通道的旅客比例存在一个最优值,并且其通常在20%到30%之间取到。最后,通过数值分析验证了分类安检模式的最优服务配置。     

排队问题

某机场为了提高服务质量 ,而进行下面的调查发现 :当还未开放安检通道时 ,一部分旅客已经在排队等候通过安检 ,并且排队旅客按一定的速度增加 ,安全检查的速度一定 ,当开放一个安检通道时 ,40分钟后就不会出现排队现象 .若同时开放两个安检通道时 ,1 5分钟后就不会出现排队现象 .希望能够解决以下问题 :1 )若要求 8分钟后不出现排队现象 ,则至少需要同时开放几个安检通道 ?2 )机场管理部门对旅客作出承诺 ,每个旅客等待的时间不超过 2 5分钟 ,问 :当只开放一个通道时 ,能否实现作出的承诺 ?3 )现增加了安检的范围而影响安检的速度 ,安检的速…     

机场航站楼安检通道数量配置优化方法研究

科学配置机场航站楼的安检通道数量,是提高安检服务效率、保障民航运输安全的重要手段.通过对机场航站楼的安检排队系统进行特征分析,利用排队理论建立两种安检排队模型.调研国内典型机场的实际运行数据,计算安检排队模型的主要运行指标,分析各指标的变化规律,并针对两种排队模型的运行效率进行对比.结果表明,排队系统的平均排队长和旅客平均等待时间均呈周期性变化,安检通道最少配置数量随着旅客到达率的增加而增加,单队多服务台系统在理论上比单队单服务台系统的运行效率更高.研究成果为优化机场航站楼安检通道数量配置、提高安检运行效率提供理论依据与决策支持.     

基于多元线性回归分析的民用运输机场旅客吞吐量预测

修建第二机场的必要性以及何时开始修建,取决于该地区的机场旅客吞吐量何时达到饱和.从机场旅客吞吐量的可能影响因素出发,分析各影响因素与旅客吞吐量之间的相关性,并以西南地区某枢纽运输机场为例,建立机场旅客吞吐量的多元线性回归预测模型,预测该机场未来年的旅客吞吐量,并利用时间序列法对所得的预测值进行验证.结果表明,该模型能够较准确的预测出机场未来年的旅客吞吐量,为机场扩建或新建第二机场的必要性提供科学依据.     

机场旅客人身检查双设备系统的安检成本研究

为了节约机场旅客人身安检成本,研究基于通过式金属门和毫米波人体成像设备的双设备系统,在确保系统安全性的前提下,对安检成本进行优化。人身安检设备在检查旅客时会产生错误报警和错误放行两类错误,通过正态分布模拟安检设备的响应,利用设备报警阈值控制两类错误发生的概率。所有旅客经过一阶段通过式金属门检查后,然后根据通过式金属门的报警情况确定是否进行二阶段毫米波人体成像设备检查,组合双设备的报警情况确定系统报警和系统放行。在两类错误可接受范围内分析两种安检规则的安全性,确定严格和普通安检通道最佳的安检规则。针对两种安检规则,以系统两类错误为限制条件,分别建立安检成本的非线性规划模型,最后利用蒙特卡罗模拟法求解。结果表明：安检规则1适合普通安检通道,安检规则2适合严格安检通道;两种规则的最低安检成本相近,安检规则1的人均安检成本低于安检规则2。     

2018年中国研究生数模竞赛F题的赛后综述

美国世博国际有限公司(Sabre?)有幸参与了2018年《第十五届中国研究生数学建模竞赛》的命题和赛后评审工作,负责的赛题是F题《机场新增卫星厅对中转旅客影响的评估方法》.介绍命题思路、解题方法和评审感想.本赛题取材于中国东方航空公司和上海浦东国际机场,但对数据进行了适当修改.     

如何运用乘客信息智能分析改进机场双重安检效果?

机场安检流程的优化分析是安全管理面临的重大问题之一.针对我国机场通常采取乘客的行李经过爆炸物探探器检测和X光扫描检测的双重安检过程,考虑不同的安检体系的不同出错率.构建了引入智能分析的二级安检系统优化模型.智能分析系统根据乘客所提供的信息将乘客分为普通乘客和潜在袭击者,前者接受一般安检,后者则须接受额外手动检查.研究表明,引入智能分析后的二级安检系统可以提高安检的准确率.从改进机场安检效率的社会福利角度出发,通过机场安检流程的优化分析为改进的二级安检系统提供了理论支持.     

基于网络搜索信息的多模态数据驱动航空客流集成预测

为了对机场旅客吞吐量进行更高精度的预测，提出了一种基于网络搜索信息的“分解-重构-集成”组合预测新方法。首先，采用平均影响值和时差相关分析法对机场旅客吞吐量相关的网络搜索关键词进行筛选，合成综合搜索指数。其次，利用改进的自适应白噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)方法分别将机场旅客吞吐量和综合搜索指数分解为若干子模态序列，依据子序列的样本熵值重构为高、中、低频序列。以搜索指数中的不同频率成分作为辅助输入信息，分别对机场旅客吞吐量的高频和中频序列采用麻雀搜索算法优化的BP神经网络(SSA-BP)模型进行预测，而低频序列采用自回归分布滞后模型进行预测，最后将不同频率序列预测值用SSA-BP模型进行综合集成得到最终的预测值。通过实证发现，该组合预测新方法能显著提高预测的精度，并表现出较好的鲁棒性。     

基于组合方法的机场航油销售量预测研究——以新疆为例

为了使预测更为准确,采用了三种模型加权组合的方法对机场航油销售量预测进行了组合预测.探讨了影响新疆机场航油销售量的三大因素,并对"十三五"期间各年航油销售量进行预测与研究分析.通过研究新疆机场航油销售量与旅客吞吐量、货邮吞吐量和起降架次之间的关联关系,通过建立相关系数模型、新陈代谢灰色GM(1,1)模型和弹性系数模型对新疆"十三五"期间新疆机场航油销售量进行预测.研究结果表明,此组合模型能够较为准确的预测新疆"十三五"期间的机场航油销售量,为航油设施、设备的规划提供了理论依据.     

基于个体仿真的机场安检系统优化研究

建立了安检流程的网络流模型,模型中包含了不稳定的乘客到达情形、嫌疑乘客以及反馈机制。分析了安检过程中的瓶颈所在,并给出了相应的优化方案,包括整个安检过程的通行规则,A区和B区内部预检节点与普通节点的适当比例等。仿真结果显示,为了充分利用安检资源并兼顾预检乘客的利益,通行规则应采用连通方案。依照统计数据中计算出的各种参数,在A区预检节点和普通节点比例设置为2∶2,B区预检节点和普通节点比例设置为3∶5的情况下,旅客平均等待时间最短,等待时间的标准差也最小,同时高峰期的通行量也相对较优。进一步分析了不同的文化背景及机场情况。对于美国人和瑞士人,通过改变预检乘客的选择概率来满足他们不同的行为偏好。仿真结果说明,预检乘客选择哪类节点进行安检对平均等待时间、等待时间的标准差和高峰期通行量的影响不大。分析了插队情形,插队对平均等待时间和高峰期通行量几乎没有影响,但当插队比例非常大时,旅客等待时间标准差会增加,影响乘客到达的准确性。最后,针对具体情况提出了一些合理的建议,并给出了进一步的研究计划。     

枢纽机场终端区PBN模式下最优跑道数需求

针对我国枢纽机场日起降高峰小时的航班拥堵常态化问题,从系统整体运行效能的角度,针对枢纽机场终端区跑道系统容量瓶颈,①分析性能基导航(Perormance-Based Navigation,PBN)模式下枢纽机场终端区的空域结构、飞行、管制程序,根据随机服务系统理论,建立其运行模型;②考虑PBN模式下航班、旅客的延误滞留函数和机场单位时间服务支出函数;③再应用排队论和系统运行效能理论,建立枢纽机场最佳跑道数目需求算法,能根据相关参数计算航班滞留时间和队长等指标;④最后引用某枢纽机场相关数据,演算结果符合实际抽样调查统计资料.     

有超车规则的交通流的元胞自动机模型

分析和评论了2014年美国大学生数学建模竞赛（MCM）A题,以及获得outstanding winner奖的6篇论文。首先对试题进行分析,并结合已有文献指出A题的主要解题思路;然后,通过评述获奖论文,指出学生论文的优点及存在的问题;最后,对今年赛题的某些问题进行讨论。     

机场新增卫星厅对中转旅客影响的模型和算法

基于"华为杯"第十五届中国研究生数学建模F题中关于机场新增卫星厅对中转旅客的影响问题的研究.通过建立描述登机口与机场航班对应矩阵,采用0-1整型规划模型和基于最优个体保留策略的遗传算法求解航班-登机口分配的最优解,并且将最大化分配航班数、最小化登机口数、以及最小化乘客总体换乘紧张度等优化目标采用加权的方式实现多目标优化,最后得出相对最优解.     

对三道不等式赛题的探究

1．赛题再现 笔者在研究不等式赛题时,遇到以下三道类似的赛题：     

2014年全国高中数学联赛加试第一题及其“根”的探究

一、赛题的"根"2014年全国高中数学联赛A卷加试第一题(以下简称"赛题"):设实数a,b,c满足a+b+c=1,abc>0,求证:bc+ca+ab<1/4+(abc)(1/2)/2.(1)看赛题,笔者自然而然回想起了文1所述的一道竞赛题:(2010年全国高中数学联赛广东预赛第3题,以下简称"试题")设非负实数a,b,c满足a+b+c=1,求证:bc+     

差错概率最小化机场安检员在岗模式问题研究

随着国内外安全形势不断严峻,机场安检作为民航安全的重要屏障面临着巨大的压力。安检人员疲劳程度是影响安检差错的主要因素之一。在不改变现有上班模式下,已知不同时段的客流特征、安检员连续在岗时间和安检正确率的关系,建立双目标非线性0~1规划模型,合理安排不同时段内安检人员数量及其连续在岗工作时间模式,使得在安检错误放行概率不高于一定标准的条件下保证安检错误报警概率最小及人员总数最小。文章最后根据模型特点设计了算法并给出了算例。     

航班恢复规划的数学建模

针对第十四届全研究生数学建模竞赛C题的航班恢复规划问题展开研究,将多机场问题简化为双机场航班重排问题,研究了中枢机场应急关闭之后航班的规划.首先,建立了单一机型的航班恢复模型,通过飞机置换使该机型航班航班延误总时间最小.然后,引入多机型及不同机型交换成本,建立多机型,双机场的类时空网络模型,并引入航班串的概念,进一步减小航班重排后的整体延误时间.最后,增加旅客总体延误时间的考虑.进一步考虑航班之间不同机型交换带来的影响,将计划起飞时间位于18:00到22:30的航班,在21:00到22:30时间段中进行重新排列.通过Lingo计算包括航班延误,航班取消和飞机置换的方法所有航班的最小化延误.     

一道赛题的解法及问题之延伸--陕西省大学生高等数学竞赛题系列分析之四

对一道数学竞赛题,介绍欧拉公式解法,并用于求解其它问题;进而联想定积分定义设计出一种新解法,并将赛题引申,推广到复化中矩形求积公式和复化梯形求积公式情形,据此可以设计一些赛题。     

应用遗传算法求解航班恢复问题

航班调度系统易受天气等因素的影响,导致航班延误甚至取消,给航空公司和旅客带来巨大损失.针对某机场由于天气原因需要临时关闭这一问题,,综合考虑航班延误,飞机置换和旅客的行程信息,以旅客的总体延误时间最短为目标函数,建立了旅客滞留航班恢复模型.根据面向对象的编程思想设计了航班调度算法并耦合遗传算法对模型进行求解.基于较大规模的航班和旅客数据对模型和算法进行了验证,得到了合理的航班恢复方案.     

高速公路收费广场的设计和车流管理优化模型——MCM2017 B题简评

<正>1赛题分析2017年美国大学生数学建模竞赛B题为"Merge better after toll",研究高速公路收费广场的结构和车流管理的问题。这是一个思路开放、做法多样的题目。虽然题目要求的是以经济、高效和安全为主要目标,设计收费广场的结构、布局以及收费方式和车流管理模式,但本质上是探讨收费广场车辆缴费