2017年美赛D题：优化机场安检口旅客通行量

2017 年 ICM D 题：优化机场安检口旅客通行量，英文原名为 Optimizing the Passenger Throughput at an Airport Security Checkpoint。本题要求分析机场安检中的旅客流与人员配置，在维持相同安全标准的前提下，提高通行量并减小等待时间的波动。

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背景与目标

2001 年“9·11”事件后，机场加强了旅客和行李安检。安全保障与减少旅客等待之间需要协调。2016 年，美国部分机场出现很长的安检队列，芝加哥奥黑尔机场尤其受到关注；美国运输安全管理局（TSA）调整设备、流程和人员后，等待有所缩短，但实施成本尚不清楚。

有些通常等待不长的机场也会出现难以预测的长队。较大的等待时间方差，使旅客难以在过早到达与错过航班的风险之间安排时间。题设 Internal Control Management（ICM）团队受托检查现有流程，寻找瓶颈并提出改进。

已知安检流程

题面流程图把区域分为 A、B、C、D 四类：

• A 区：证件检查。旅客随机到达，排队等候工作人员核查身份证明和登机文件。
• B 区：行李与人体筛查。旅客再排队等待可用安检通道；开放通道数量随预计活动量调整。到队首后整理物品，将鞋、腰带、外套、金属物件、电子用品和液体容器等放入托盘；笔记本电脑及部分医疗设备须从包中取出，单独放盘。行李和托盘经传送带通过 X 光机，同时旅客通过毫米波扫描仪或金属探测器。
• D 区：额外检查。被标记的行李转交工作人员进一步检查；人体筛查未通过者接受人工搜身检查。
• C 区：领取物品并离开。旅客到 X 光机另一侧传送带取回物品，离开安检区域。

题面另给出 Pre-Check 可信旅客计划：约 45% 的旅客参加，支付 85 美元接受背景审查后，可在 5 年内使用单独的简化安检程序。常见配置为每 3 条普通通道配 1 条 Pre-Check 通道。

按本题给定程序，Pre-Check 旅客仍须拿出金属物品、电子用品和液体接受检查，但不用脱鞋、解腰带或脱轻便外套，电脑也可留在包内。上述费用、期限和流程是本题的历史条件。

需要完成的工作

1. 建模定位瓶颈

建立一个或多个模型，探索旅客穿过安检口的流动，明确指出当前流程中问题发生的位置与限制通行的环节。

2. 比较至少两种流程修改

提出两种或更多可能的改动，以提高通行量、减小等待时间方差。为改动后的流程建模，展示每种修改对过程的影响，同时维持现有安全标准。

3. 旅客行为差异的敏感性分析

考虑社交习惯或不同旅客行为怎样影响排队与安检。题目提出个人空间、插队观念、集体或个人效率偏好等讨论方向；也允许模拟不对应特定文化的旅客类型，例如行动较慢的旅客。

将这些差异用于敏感性分析，研究安检系统如何适应不同情况，兼顾更高通行量和更小等待波动。

4. 政策与程序建议及模型评价

根据模型向安检管理者提出政策和程序建议，可以普遍适用，也可以面向特定文化或旅客类型。还须验证模型、评价优缺点，并提出后续改进方向。

所给观测数据的口径

官方工作簿记录 Pre-Check 与普通旅客到达、两名工作人员的证件检查、毫米波扫描、两组 X 光扫描，以及取回物品的时间。

其中到达记录、旅客离开毫米波扫描仪以及行李离开 X 光机的记录属于时间戳；证件检查则记录旅客到达检查位至工作人员叫下一位旅客的过程耗时。领取物品列描述从旅客到达传送带准备放物品，至在扫描后传送带取回物品的整段时间。

各列样本数量与时间显示格式不同，应按列说明区分时间戳和耗时。工作簿明确说明：没有单独观测放物品到 X 光传送带的时间，也未记录各处理站之间的移动时间。

提交成果

提交一页摘要和不超过 20 页的完整报告，最多 21 页。附录与参考文献不计入正文页数限制。

原题与来源

• COMAP 官方题目 PDF：2017 ICM Problem D（3 页，第 2 页含安检区域流程图）。
• 官方安检观测数据工作簿，文件 2017_ICM_Problem_D_Data.xlsx。唯一工作表 Sheet1 的 A—H 列为数据，J—L 列提供各列过程与口径说明。
• COMAP 2017 年官方题目页。