JP2006039987A - チェック体制算出装置、チェック体制算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 検査やチェックを確実に行いつつ、人や物品の流れを最適化することのできるチェック体制の条件を求めることのできるチェック体制算出装置、チェック体制算出方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 セキュリティチェックを行うに際し、セキュリティ体制検討システム１０Ａにより、簡易検査や精密検査の窓口数、抜き取り確率等を、自動的に最適化して設定する。このようにして最適化された体制でセキュリティチェックを行うことで、乗客の快適性を損なうことなく、セキュリティ性を十分に確保することが可能となる。このとき、セキュリティ体制検討システム１０Ａでは、簡易検査や精密検査の窓口数、抜き取り確率等は、乗客の待ち人数、待ち時間、あるいは危険物のすり抜け率が一定の制約条件をクリアするように求めることもできるし、乗客の待ち人数、待ち時間、あるいは危険物のすり抜け率が最小となるように求めることも可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば空港等におけるセキュリティチェックを行うに際し、一部の旅客を抽出して検査を行う場合、旅客の抜き取り確率や、必要な検査窓口の数等を最適化する際に用いるのに適したチェック体制算出装置、チェック体制算出方法に関する。

近年、空港等におけるセキュリティチェックの重要性が注目されている。
従来より、空港等では、旅客全員の手荷物をＸ線検査（以下、機械検査）した後、危険物の検査すり抜けを抑止し、セキュリティ性を高めるため、ある抜き取り確率で抽出した旅客の手荷物を、簡易検査あるいは精密検査すること等が行われている。

木谷 強、"空港セキュリティと情報技術"、［online］、株式会社ＮＴＴデータ、［平成１６年６月２２日検索］、インターネット<URL : http://www.nttdata.com/usinsight/contents/vol014/014Watch2-1.htm>

しかしながら、機械検査に比較し、簡易検査や精密検査には、手間と時間がかかる。セキュリティ性を高めようとして簡易検査や精密検査への旅客の抜き取り確率を高めると、これらの検査を待つのに多くの旅客が滞り、旅客にとっての快適性等が損なわれることがある。その一方で、旅客の快適性を重視し、簡易検査や精密検査への抜き取り確率を低く抑えると、危険物の検査すり抜けの可能性が高くなってしまい、セキュリティ性が低くなってしまう。

さらに、空港に来る旅客の数は、時間帯や季節等に応じ、大きく変動する。また、検査に携わることのできる検査員の数も、勤務スケジュール等に応じて変動する。これに対し、簡易検査や精密検査を行うには、検査を行う検査員を適切に配置したり、使用する検査ブース（以下、窓口）の数も適切にする必要がある。このため、旅客の数と、検査員、窓口の数のバランスを取る必要もあり、そのバランスが崩れれば、これによっても旅客が滞ったり、逆に検査員や窓口が余ってしまい、非効率的となる、という事態が生じる。
このように、空港におけるセキュリティチェック等においては、簡易検査や精密検査への抜き取り確率、旅客数、検査員の数、窓口の数等、変動要素が非常に多い。このため、旅客の快適性を損なうことなく、セキュリティ性を十分に確保できるチェック体制を築くのは非常に難しい。

また、空港におけるセキュリティチェックに限らず、人や物品のメインの流れに対し、一部を抽出して各種の検査・チェック作業を行うような施設、設備、システム等においては、同様の課題が存在し得る。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、検査やチェックを確実に行いつつ、人や物品の流れを最適化することのできるチェック体制の条件を求めることのできるチェック体制算出装置、チェック体制算出方法を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明のチェック体制算出装置は、複数のチェック対象から一部のチェック対象を抜き取ってチェック部でチェックを行うに際し、チェック部の数および／または複数のチェック対象から抜き取る一部のチェック対象の抜き取り確率を算出するものであり、このチェック体制算出装置は、コンピュータプログラムに基づいた演算を行うコンピュータ装置によって実現される。この装置において、数値設定部にて、チェック部の数および／または抜き取り確率の設定値を設定したときに、この設定値に基づき、試算部にて、チェック部におけるチェック対象の待ち行列の長さ、チェック部におけるチェック対象の待ち時間、チェック部におけるチェックをすり抜けてしまうチェック対象のすり抜け率のうち、少なくとも一つを試算結果として試算する。このとき、数値設定部において設定値を複数回変動させる。これにより、試算部では、変動させたチェック部の数や抜き取り確率の設定値に基づき、複数の試算結果を得ることができる。判定部では、これら複数の試算結果のうち、所定の条件を満足する一つの試算結果を決定する。そして、判定部で決定された試算結果に対応する、設定値を、算出結果として、結果出力部にて出力するのである。
ここで、判定部では、数値設定部において設定値を複数回変動させたときに、試算部にて得られる複数の試算結果のうち、待ち行列の長さ、待ち時間、すり抜け率のいずれか一つが最も小さいものを、所定の条件を満足する一つの試算結果として決定することができる。つまり、ベストの条件を実現できるチェック部の数および／または抜き取り確率を求めることができるのである。
また、判定部では、数値設定部において設定値を複数回変動させ、試算部にて得られる試算結果が予め定めたしきい値を下回ったときに、その試算結果を所定の条件を満足するものとして決定することもできる。これにより、最低限の条件を満足したチェック部の数および／または抜き取り確率を求めることができる。

ところで、数値設定部は、複数種のチェック部において、チェックをすり抜けてしまうすり抜け率が所定以下となるよう、抜き取り確率を設定するのが好ましい。全体として、所定のセキュリティ性、あるいは品質レベルを維持するためである。
また、数値設定部は、チェック部の数、およびチェック部でチェックを行うために必要な人員の総数が、予め定められた所定値以下となるよう、チェック部の数を設定する必要がある。チェック部の数や、チェックを行う人員の総数には、おのずと物理的に上限があるからである。

このようにして、チェック体制の条件を、所定の条件を満足するチェック部の数および／または抜き取り確率として、チェック体制を築くことができる。
もちろん、設定値等としては、チェック部の数や抜き取り確率以外のパラメータを用いても良い。
ここで、チェック対象としては、例えば旅客機の旅客や旅客の荷物、あるいは物流ルートを流れる貨物や荷物等がある。これらの人員や物品を、セキュリティ性、あるいは品質を保証すること等を目的として一部を抜き取ってチェックする際、本発明を適用できる。
また、チェック部におけるチェックとしては、検査員が手作業で検査を行ったり、あるいは各種の装置を使用した検査等がある。このチェック部は、例えば簡易検査と精密検査等、異なる内容のチェックを行う複数種が存在していても良い。その際、チェック部の数、つまりチェックを行う窓口や人員の数を、チェック体制算出装置で算出できる。
また、通知設定部でチェック部の数と抜き取り確率の一方のみを設定する場合、他方については、本発明のチェック体制算出装置で算出することもできる。

本発明は、複数のチェック対象から一部のチェック対象を抜き取ってチェック部でチェックを行うに際し、チェック部の数および／または複数のチェック対象から抜き取る一部のチェック対象の抜き取り確率を、コンピュータ装置においてコンピュータプログラムに基づいた演算を行うことで算出するチェック体制算出方法として捉えることもできる。この方法は、チェック部の数および／または抜き取り確率の設定値を設定する数値設定ステップと、設定された設定値に基づき、チェック部におけるチェック対象の待ち行列の長さ、チェック部におけるチェック対象の待ち時間、チェック部におけるチェックをすり抜けてしまうチェック対象のすり抜け率のうち、少なくとも一つを試算結果として試算する試算ステップと、数値設定ステップにおいて設定値を複数回変動させることによって試算ステップで得られる複数の試算結果のうち、所定の条件を満足する一つの試算結果を決定する判定ステップと、判定ステップで決定された試算結果に対応する設定値を、算出結果として出力する結果出力ステップと、を備えることを特徴とする。
このような方法は、空港において旅客機に搭乗する旅客をチェック対象としたチェック体制を算出するために用いることができる。

本発明によれば、検査やチェックを確実に行いつつ、人や物品の流れを最適化することのできるチェック体制の条件を、コンピュータ装置の演算により、自動的に求めることが可能となる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、空港におけるセキュリティチェックの流れを模式的に示した図である。
この図１に示すように、空港においては、まず、旅客全員が、Ｘ線検査による機械検査Ｃ１０を通る。そして、機械検査Ｃ１０を経た旅客（複数のチェック対象）から、抜き取り確率ｐ₁で抽出された旅客（一部のチェック対象）は、簡易検査（チェック部）Ｃ２１に回され、抜き取り確率ｐ₂で抽出された旅客（一部のチェック対象）が精密検査（チェック部）Ｃ２２に回される。もちろん、簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２に限らず、さらに多くの種類の検査へ旅客を抽出して振り分けることも可能である。これら、機械検査Ｃ１０を経た旅客から抜き取った一部の旅客に対して行う検査（簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２等）を総称し、抽出検査（チェック部）Ｃ２０と称することがある。
機械検査Ｃ１０を経て、抽出検査Ｃ２０へと抽出されなかった旅客、および抽出検査Ｃ２０に抽出され、簡易検査Ｃ２１や精密検査Ｃ２２を受けた旅客は、チェックインカウンターＣ３０へと向かう。

さて、このような体制のセキュリティチェックを行うに際し、旅客の抜き取り確率、簡易検査Ｃ２１や精密検査Ｃ２２の窓口数等は、以下の複数の実施の形態に示すセキュリティ体制検討システムにおいて、自動的に最適化して設定することができる。ここで、セキュリティ体制検討システムは、予め記憶されたコンピュータプログラムに基づき、所定の処理を実行することによって処理結果を出力する、いわゆるコンピュータ装置によって構成されるものである。
なお、以下の複数の実施の形態に示すセキュリティ体制検討システムにおいて、互いに共通する構成については同符号を付し、その説明を省略することがある。

〔第一の実施の形態〕
図２に示すセキュリティ体制検討システム（チェック体制算出装置）１０Ａは、初期状態定義装置１１、窓口数変更装置（数値設定部）１２、抜き取り確率変更装置（数値設定部）１３、窓口制約条件チェック装置１４、抜き取り制約条件チェック装置１５、セキュリティ制約条件チェック装置１６、待ち時間計算装置（試算部）１７、終了判定装置（判定部）１８、入力装置２０、および出力装置（結果出力部）２１を備えて構成されている。
このセキュリティ体制検討システム１０Ａでは、旅客の単位時間当たりの到着数（旅客到着率）、そのとき各検査を担当することのできる検査員の総数等に応じ、抽出検査Ｃ２０のそれぞれ（簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２等）への旅客の抜き取り確率、抽出検査Ｃ２０のそれぞれを行うために開く窓口の数、各窓口に振り分ける検査員の数等の最適値を、以下のようにして求める。

まず、初期状態定義装置１１では、旅客の単位時間当たりの到着数（旅客到着率）、検査員数（検査に投入できる検査員の最大数）、窓口数の初期値、１つの窓口に必要な検査員数等を定義（設定）する。
旅客到着率を設定するには、入力装置２０から手入力する方法、周辺交通機関（空港へアクセスする鉄道やバス等）の運行ダイヤに基づいて予め推定された推定値を用いる方法、乗り継ぎ便搭乗者のデータベースから旅客数を取得する方法、空港への入口で入場者数（旅客者数）をセンサ等でカウントする方法等がある。もちろん、これらの方法を適宜組み合わせ、旅客到着率を設定することも有効である。
また、検査員数、簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２等の抽出検査Ｃ２０のそれぞれの窓口数、１つの窓口に必要な検査員数等は、入力装置２０から手入力したり、検査員の勤務スケジュール（シフトスケジュール）等を管理する施設管理データベースから取得する方法等がある。
さらに、初期状態定義装置１１では、抽出検査Ｃ２０へと抽出する旅客の抜き取り確率の初期値を、入力装置２０からの手入力、あるいは予め設定された初期値を用いることで定義（設定）する。

窓口数変更装置１２では、簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２等の抽出検査Ｃ２０のそれぞれ（以下、これを各検査項目と称する）について、初期状態定義装置１１で定義された窓口数の初期値、１つの窓口あたりの検査員数のデータを、初期状態定義装置１１から受け取り、これを設定値とする（数値設定ステップ）。
すると、窓口制約条件チェック装置１４において、窓口数変更装置１２で設定された設定値に基づき、各検査項目の窓口数ｍ（＝ｍ₁、・・・、ｍ_n、ｍ_n+1）と、各検査項目の１つの窓口あたりの検査員数ｗ＝（ｗ₁、・・・、ｗ_n、ｗ_n+1）の総和Σｗ_i×ｍ_iが、
検査員の総数Ｎ以下である、という窓口制約条件を満足しているか否かを確認する。なおここで、ｍ₁、・・・といった表記における添字０、１、・・・、ｎは、ｎ種類の抽出検査Ｃ２０のそれぞれ（簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２、・・・）を示し、ｍ_n+1は、機械検査Ｃ１０から抽出検査Ｃ２０を通らない（つまり、機械検査Ｃ１０からそのままチェックインカウンターＣ３０へ向かう）場合を示している。
その結果、窓口制約条件を満足しない場合は、窓口数変更装置１２で各検査項目の窓口数ｍの設定値を変更した後、再度窓口制約条件チェック装置１４で窓口制約条件を満足しているか否かを確認し、窓口制約条件を満足するまでこれを繰り返す。このようにして、窓口数変更装置１２における窓口数ｍの設定を適切なものとする。

一方、抜き取り確率変更装置１３では、簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２等の抽出検査Ｃ２０のそれぞれ（以下、これを各検査項目と称する）について、初期状態定義装置１１で定義された旅客の抜き取り確率の初期値を、初期状態定義装置１１から受け取り、これを設定値とする（数値設定ステップ）。
すると、抜き取り制約条件チェック装置１５において、抜き取り確率変更装置１３で設定された設定値に基づき、各抽出検査Ｃ２０への抜き取り確率ｐ＝（ｐ₁、・・・、ｐ_n、ｐ_n+1）の総和Σｐ_i＝１である、という抜き取り制約条件を満足するか否かを確認する
（ｐ_n+1は、機械検査Ｃ１０からそのままチェックインカウンターＣ３０へ向かう旅客の率である）。
その結果、抜き取り制約条件を満足しない場合は、抜き取り確率変更装置１３で各検査項目の抜き取り確率ｐを変更した後、再度抜き取り制約条件チェック装置１５で抜き取り制約条件を満足しているか否かを確認し、抜き取り制約条件を満足するまでこれを繰り返す。このようにして、抜き取り確率変更装置１３における抜き取り確率ｐの設定を適切なものとする。

続いて、セキュリティ制約条件チェック装置１６において、所定の最低限のセキュリティ性が確保されているか否かをチェックする。機械検査Ｃ１０を受けた後、抽出検査Ｃ２０のいずれかを受けた場合において、チェックをすり抜けてしまう危険物の通過率をｅ＝（ｅ₁、・・・、ｅ_n、ｅ_n+1）とする（ｅ_n+1は抽出検査Ｃ２０を受けず、機械検査Ｃ１０のみを受けた場合のすり抜け率。つまり、機械検査Ｃ１０のすり抜け率）。このとき、全体としての危険物のすり抜け率Ｍは、Σｅ_i×ｐ_iとなり、Ｍ＝Σｅ_i×ｐ_iが、予め
設定した上限値θ以下である、というセキュリティ制約条件を満足するか否かをチェックする。
その結果、条件を満足しない場合は、抜き取り確率変更装置１３で各検査項目の抜き取り確率ｐを変更した後、上記と同様の処理を、条件を満足するまでこれを繰り返す。このようにして、全体としてのセキュリティ性を、予め設定したレベル以上に維持する。

この後、待ち時間計算装置１７にて、機械検査Ｃ１０、各抽出検査Ｃ２０、チェックインカウンターＣ３０における待ち時間（試算結果）を計算（試算）する（試算ステップ）。より詳しくは、機械検査Ｃ１０、簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２、チェックインカウンターＣ３０のそれぞれにおける旅客の待ち時間、あるいはセキュリティチェックエリア全体での待ち時間を、評価関数ｆ（ｍ、ｐ）により求める。このとき、空港に到着してセキュリティチェックを受ける旅客の単位時間当たりの数（旅客到着率）は、初期状態定義装置１１から得るものとする。

評価関数ｆ（ｍ、ｐ）には、公知の「待ち行列ネットワーク理論」等を用いることができる（例えば、T. Kimura , Approximations for Multi-Server Queues: System Interpolations ,"Queueing Systems",17,pp.347-382参照。）。
例えば、平均待ち時間を用いるには、以下のようにする。
まず、平均待ち人数Ｅ［Ｌ_M/M/m］を次式により算出する。ここで、ρは旅客到着数、λは単位時間当たりの旅客到着率、τはそれぞれの窓口において、所定のサービス（本実施の形態では検査）を行うのに必要な平均時間である。

この平均待ち人数から、次式により平均待ち時間Ｅ［Ｗ_M/M/m］を求めることができる。

そして、終了判定装置１８では、待ち時間計算装置１７で算出した待ち時間が、予め設定した処理終了条件を満足するか否かをチェックする（判定ステップ）。処理終了条件を満足しないときには、窓口数変更装置１２で各検査項目の窓口数ｍの変更、抜き取り確率変更装置１３での各検査項目の抜き取り確率ｐの変更を行い、処理終了条件を満足するまで、上記の処理を繰り返す。そして、前記の処理終了条件を満足した時点で、一連の処理を終了する。
具体的には、終了判定装置１８では、窓口数変更装置１２で各検査項目の窓口数ｍの変更、抜き取り確率変更装置１３での各検査項目の抜き取り確率ｐの変更の繰り返し回数が、予め決めた一定回数に到達した場合に、処理終了条件を満足するものとして処理を終了することができる。この場合、一定回数変更を繰り返した中で、最もよい試算結果（待ち時間）を特定し、その結果が得られたときの設定値（窓口数ｍ、抜き取り確率ｐ）を、算出結果として得る。
また、終了判定装置１８では、窓口数変更装置１２で各検査項目の窓口数ｍの変更、抜き取り確率変更装置１３での各検査項目の抜き取り確率ｐの変更を繰り返し、待ち時間計算装置１７で算出された待ち時間が、一定の条件（上限値）をクリアしたときに、処理終了条件を満足するものとして処理を終了することができる。この場合、一定の条件をクリアしたときの設定値（窓口数ｍ、抜き取り確率ｐ）を、算出結果として得る。

ここで、算出結果として出力される旅客の抜き取り確率ｐ、簡易検査Ｃ２１や精密検査Ｃ２２の窓口数ｍ等は、前記したように、「待ち時間を最小化する」といった目的条件を満足するもの、あるいは「待ち時間を一定以下にする」といった制約条件を満足するものとすることもできる。
これら目的条件、制約条件は、予め決めておき、それに基づいてセキュリティ制約条件チェック装置１６や終了判定装置１８等での判定を行えば良い。

一連の処理が終了した時点で、その算出結果を、出力装置２１に出力し、出力装置２１では、算出結果、一定の条件をクリアしたときの設定値（窓口数ｍ、抜き取り確率ｐ）に基づく情報を、文字や画像等の形態で、モニターに表示したり印刷物として印刷する等して出力する。

さて、上記のようにして、目的条件あるいは制約条件に応じた最適な算出結果を求めるにあたり、窓口数変更装置１２、抜き取り確率変更装置１３では、窓口制約条件、抜き取り制約条件、セキュリティ制約条件を満足させるために、窓口数ｍや抜き取り確率ｐを変動させる。このとき、以下のような処理により、窓口数ｍや抜き取り確率ｐを変動させることができる。

図３に示すように、まず、前述したように、初期状態定義装置１１で定義された窓口数の初期値ｍと、抜き取り確率の初期値ｐの入力を受け付け（ステップＳ１０１）、窓口制約条件チェック装置１４による窓口制約条件のチェックを経た後、待ち時間計算装置１７で、待ち時間を評価関数ｆ（ｍ、ｐ）により算出する（ステップＳ１０２）。
そして、終了判定装置１８において、所定の処理終了条件を満足しない場合、窓口数変更装置１２では、窓口数ｍを変更する（ステップＳ１０３）。このときには、窓口数ｍを、微少量だけ変化させ、ｍ＋Δｍとする。このように、窓口数ｍを微少量だけ変化させるには、例えば、シミュレーテッドアニーリング法、ネルダーミード（Nelder-Mead）のシンプレックス法、遺伝的アルゴリズム等、公知のメタヒューリスティックな手法を用いることができる。
このようにして、窓口数ｍをｍ＋Δｍに変更した後は、待ち時間計算装置１７で、待ち時間を評価関数ｆ（ｍ＋Δｍ、ｐ）により算出する（ステップＳ１０４）。そして、その結果、終了判定装置１８において、窓口数ｍのｍ＋Δｍへの変更を採用するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。つまり、窓口数ｍをｍ＝ｍ＋Δｍとしたことで、前記の目的条件あるいは制約条件に近づいたか否かを判定する。変更を採用する場合は、窓口数ｍをｍ＝ｍ＋Δｍに更新し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０３に戻り、更新した窓口数ｍ（＝ｍ＋Δｍ）を基準とし、さらに窓口数ｍを微小量変化させる処理を続行する。一方、変更を採用しない場合、窓口数ｍを基準とし、この窓口数ｍを微小量変化させる処理を続行する。

また、抜き取り確率変更装置１３における抜き取り確率の変更は、以下のような流れで行われる。
図４に示すように、まず、前述したように、初期状態定義装置１１で定義された窓口数の初期値ｍと、抜き取り確率の初期値ｐの入力を受け付け（ステップＳ２０１）、抜き取り制約条件チェック装置１５による抜き取り制約条件のチェック、セキュリティ制約条件チェック装置１６によるセキュリティ制約条件のチェックを経た後、待ち時間計算装置１７で、待ち時間を評価関数ｆ（ｍ、ｐ）により算出する（ステップＳ２０２）。
そして、終了判定装置１８において、所定の処理終了条件を満足しない場合、抜き取り確率変更装置１３では、抜き取り確率ｐを変更する（ステップＳ２０３）。このときには、抜き取り確率ｐを、微少量だけ変化させ、ｐ＋Δｐとする。このように、抜き取り確率ｐを微少量だけ変化させる場合にも、例えば、シミュレーテッドアニーリング法、ネルダーミード（Nelder-Mead）のシンプレックス法、遺伝的アルゴリズム等、公知のメタヒューリスティックな手法を用いることができる。
このようにして、抜き取り確率ｐをｐ＋Δｐに変更した後は、待ち時間計算装置１７で、待ち時間を評価関数ｆ（ｍ、ｐ＋Δｐ）により算出する（ステップＳ２０４）。そして、その結果、終了判定装置１８において、抜き取り確率ｐのｐ＋Δｐへの変更を採用するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。つまり、抜き取り確率ｐをｐ＝ｐ＋Δｐとしたことで、前記の目的条件あるいは制約条件に近づいたか否かを判定する。
変更を採用する場合は、抜き取り確率ｐをｐ＝ｐ＋Δｐに更新し（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０３に戻り、更新した抜き取り確率ｐ（＝ｐ＋Δｐ）を基準とし、さらに抜き取り確率ｐを微小量変化させる処理を続行する。一方、変更を採用しない場合、抜き取り確率ｐを基準とし、この抜き取り確率ｐを微小量変化させる処理を続行する。

このようにして、セキュリティ体制検討システム１０Ａによれば、セキュリティチェックを行うに際し、セキュリティ制約条件（すり抜け率一定以下）を満足しつつ、抽出検査Ｃ２０への旅客の抜き取り確率ｐ、簡易検査Ｃ２１や精密検査Ｃ２２の窓口数ｍ等のセキュリティ体制の条件を、自動的に最適化して設定することができる。このようにして最適化された条件で築いたチェック体制により、セキュリティチェックを行うことで、旅客の快適性を損なうことなく、セキュリティ性を十分に確保することが可能となるのである。このとき、セキュリティ体制検討システム１０Ａでは、抽出検査Ｃ２０への旅客の抜き取り確率ｐ、簡易検査Ｃ２１や精密検査Ｃ２２の窓口数ｍ等は、旅客の待ち時間が一定の制約条件をクリアするように求めることもできるし、待ち時間が最小となるように求めることも可能である。

〔第二の実施の形態〕
図５に示すように、第二の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システム（チェック体制算出装置）１０Ｂは、第一の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システム１０Ａに備えた抜き取り確率変更装置１３、抜き取り制約条件チェック装置１５、セキュリティ制約条件チェック装置１６を備えず、これらに代えて抜き取り確率計算装置３０を備える。これにより、一連の処理において、最適な算出結果を求めるまでに変更させるのは窓口数ｍのみとし、抜き取り確率ｐについては、抜き取り確率計算装置３０で最適な抜き取り確率ｐを自動的に算出する。

ここで、抜き取り確率計算装置３０において、最適な抜き取り確率ｐを算出するための手法について説明する。例えば、セキュリティ体制が、機械検査Ｃ１０を経た後の、抽出検査Ｃ２０として、簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２の２種類があり、これら抽出検査Ｃ２０を経ない旅客はチェックインカウンターＣ３０へ直接向かう構成であるとする。
この場合、簡易検査Ｃ２１で設定できる抜き取り確率ｐ₁、精密検査Ｃ２２で設定できる抜き取り確率ｐ₂、機械検査Ｃ１０から抽出検査Ｃ２０を経ずに直接チェックインカウンターＣ３０に向かう確率ｐ_n+1は、それぞれ０以上１以下に設定でき、これら抜き取り確率ｐ₁、ｐ₂および確率ｐ_n+1の総和Σｐ_iは、Σｐ_i＝１である。したがって、図６
（ａ）に示すように、抜き取り確率ｐ₁、ｐ₂および確率ｐ_n+1を互いに直交する３つの軸とした３次元空間において、抜き取り確率ｐ₁、ｐ₂および確率ｐ_n+1の設定範囲は、三角形状の面Ａ１上となる。
一方、セキュリティ制約条件を満足するには、危険物のすり抜け率Ｍ＝Σｅ_i×ｐ_iが
、予め設定した上限値θ以下である必要がある（Ｍ＝Σｅ_i×ｐ_i≦θ）。このとき、セ
キュリティチェックの効率を最大限に重視するとすれば、危険物のすり抜け率Ｍ＝Σｅ_i
×ｐ_i＝θとするのが好ましい。これは、図６（ａ）に示した３次元空間において、危険物のすり抜け率Ｍ＝Σｅ_i×ｐ_i＝θとなる範囲は、三角形状の面Ａ２上となる。
したがって、危険物のすり抜け率Ｍ＝Σｅ_i×ｐ_i＝θとした場合における、各検査へ
の抜き取り確率は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、面Ａ１と面Ａ２が交差する部分の線分Ｌ１上に位置することとなる。

ところで、上記の条件を満足しつつ、待ち時間を最小化するには、簡易検査Ｃ２１と精密検査Ｃ２２とで、検査の負荷を均等にするのが好ましい。
簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２の負荷は、それぞれの検査に要する時間をｔ₁、ｔ₂とすると、ｐ₁×ｔ₁／ｍ₁、ｐ₂×ｔ₂／ｍ₂と表すことができる。検査の負荷を均等にするには、ｐ₁×ｔ₁／ｍ₁＝ｐ₂×ｔ₂／ｍ₂という関係を成り立たせる必要がある。この関係は、図６（ｂ）において、直線Ｌ２として表すことができる。上記の条件を満足しつつ、待ち時間を最小化するには、簡易検査Ｃ２１への抜き取り確率ｐ₁、精密検査Ｃ２２への抜き取り確率ｐ₂を、直線Ｌ１と直線Ｌ２の交点に対応した値とするのが良い、ということになる。
上記の計算を、抜き取り確率計算装置３０で、自動的に行うのである。

なお、上記の例は、抽出検査Ｃ２０として、簡易検査Ｃ２１、精密検査Ｃ２２の２種類を行う場合であるが、もちろん、抽出検査Ｃ２０として、１種類のみ、あるいは３種類以上の検査項目を設けることもできる。図７に示すものは、ｎ種類（ｎは２以上）の抽出検査Ｃ２０を行う場合に、抜き取り確率計算装置３０で最適な抜き取り確率を算出するために、上記の例を一般化した処理（ステップＳ３０１〜Ｓ３０５）の流れを示すものである。

このようなセキュリティ体制検討システム１０Ｂでは、上記第一の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システム１０Ａと同様、セキュリティチェックを行うに際し、抽出検査Ｃ２０への旅客の抜き取り確率ｐ、簡易検査Ｃ２１や精密検査Ｃ２２の窓口数ｍ等を、自動的に最適化して設定することができる。つまり、旅客の快適性を損なうことなく、セキュリティ性を十分に確保することが可能となるのである。このとき、抜き取り確率ｐについては、抜き取り確率計算装置３０において、自動的に算出することができるので、セキュリティ体制検討システム１０Ｂで、変動させるパラメータは、窓口数変更装置の１２で変更する窓口数のみとなる。このように、最適の解を求める際に、変動させるパラメータを少なくすることで、処理の負荷を大幅に低減することができる。

〔第三の実施の形態〕
ところで、上記第一および第二の実施の形態では、窓口制約条件、抜き取り制約条件、セキュリティ制約条件を満足しつつ、待ち時間が最小となるよう（目的条件）、あるいは待ち時間が一定以下となるよう（制約条件）、最適解を探索する構成としたが、これに限るものではなく、例えば、空港内のスペース上の制限等から、待ち人数が最も少なくなるよう（目的条件）、あるいは待ち人数が一定以下となるよう（制約条件）、最適解を探索するようにしても良いし、また、セキュリティ性の面を重視し、危険物すり抜け率等が最も低くなるよう（目的条件）、あるいは危険物すり抜け率が一定以下となるよう、最適解を探索する構成としても良い。
例えば、図８は、待ち人数が最も少なくなるように最適解を探索する場合の構成である。
この場合、セキュリティ体制検討システム（チェック体制算出装置）１０Ｃは、第一の実施の形態に示したセキュリティ体制検討システム１０Ａにおける待ち時間計算装置１７に代えて、待ち人数計算装置（試算部）４０を備え、第二の実施の形態では、窓口制約条件、抜き取り制約条件、セキュリティ制約条件を満足しつつ、待ち人数が最も短くなるよう、あるいは待ち人数が一定以下となるよう、最適解を探索する。

〔第四の実施の形態〕
また、旅客の到着率の変動に対し、これを事前に予測し、セキュリティ体制を検討することもできる。
図９に示すように、セキュリティ体制検討システム（チェック体制算出装置）１０Ｄは、第一の実施の形態で示したセキュリティ体制検討システム１０Ａの構成に加え、到着率変動予測装置５０を備えている。第一の実施の形態で示したセキュリティ体制検討システム１０Ａでは、待ち時間計算装置１７において、空港に到着してセキュリティチェックを受ける旅客の単位時間当たりの数（旅客到着率）は、初期状態定義装置１１から得たものを用いるようになっている。すなわち、図１０（ａ）に示すように、初期状態定義装置１１で定義された、ある一定の値を用いるのである。
これに対し、到着率変動予測装置５０では、図１０（ｂ）に示すように、初期状態定義装置１１で定義（予測）された一定の値に対し、旅客到着率が増えたり、あるいは減ったりする確率を予測する。そして、待ち時間計算装置１７では、到着率変動予測装置５０で予測した、変動を含む旅客到着率を用い、待ち時間を算出する。そして、終了判定装置１８では、予測される変動範囲内で最大となる旅客到着率においても、窓口制約条件、抜き取り制約条件、セキュリティ制約条件を満足しつつ、最適解を探索する。
このようにすれば、初期状態定義装置１１で定義（予測）された旅客到着率に対し、実際に訪れた旅客の数が異なっていた場合にも、十分に対応できるセキュリティ体制とすることができる。

〔第五の実施の形態〕
図１１に示すセキュリティ体制検討システム（チェック体制算出装置）１０Ｅは、例えば、セキュリティチェックを厳重に行う必要があると判断される特異な複数の旅客（団体）によって、簡易検査Ｃ２１、あるいは精密検査Ｃ２２の特定の窓口が占拠されたような場合等においても、他の窓口では滞りなくセキュリティチェックを行うための構成である。
このセキュリティ体制検討システム１０Ｅは、上記第一の実施の形態に示したセキュリティ体制検討システム１０Ａに加え、窓口閉鎖予測装置６０を備えた構成となっている。窓口閉鎖予測装置６０では、窓口数変更装置１２によって設定された窓口数を、所定数（例えば１）減ずる処理を行う。これにより、待ち時間計算装置１７では、窓口閉鎖予測装置６０によって減らされた窓口数を用い、待ち時間を算出し、終了判定装置１８では、算出された待ち時間に基づいて、最適解を探索する。
これにより、特定の窓口が占拠されてしまったような場合であっても、他の窓口では滞りなくセキュリティチェックを行うことが可能となる。

〔第六の実施の形態〕
図１２に示すセキュリティ体制検討システム（チェック体制算出装置）１０Ｆは、上記第一の実施の形態に示したセキュリティ体制検討システム１０Ａに加え、窓口数変更装置１２や抜き取り確率変更装置１３において窓口数や抜き取り確率を変更したときに、変更を実行するのに必要なコストや工数（時間的な手間の量）を算出する変更コスト計算装置７０を備える。
これには、例えば、簡易検査Ｃ２１の窓口を一つ閉鎖し、その代わりに精密検査Ｃ２２の窓口を一つ開く場合、あるいは精密検査Ｃ２２の窓口を一つ閉鎖し、その代わりに簡易検査Ｃ２１の窓口を一つ開く場合等、それぞれのケースで生じるコストや工数を予め定義しておく。また、例えば簡易検査Ｃ２１への抜き取り確率を、例えば１０％減らし、精密検査Ｃ２２への抜き取り確率を１０％増やす場合、あるいは精密検査Ｃ２２への抜き取り確率を１０％減らし、簡易検査Ｃ２１への抜き取り確率を１０％増やす場合等、抜き取り確率の配分を変動させる場合に生じるコストや工数を予め定義しておく。これら窓口数変更装置１２や抜き取り確率変更装置１３における窓口数や抜き取り確率の変更に伴って生じるコストや工数の定義は、セキュリティ体制の運用上、想定できる全ての組み合わせで予め行っておくのが好ましい。
そして、窓口数変更装置１２や抜き取り確率変更装置１３において窓口数や抜き取り確率を変更したときには、変更コスト計算装置７０にて、変更を実行するのに必要なコストや工数を算出し、これが予め設定したしきい値よりも小さければ、変更した窓口数や抜き取り確率を用いて、残りの処理を上記と同様にして続行する。また、算出したコストや工数が、予め設定したしきい値よりも大きい場合は、窓口数変更装置１２や抜き取り確率変更装置１３において窓口数や抜き取り確率を再度変更する。
これにより、コストや工数を一定の範囲内に納めたうえで、最適解を探索することが可能となる。

〔第七の実施の形態〕
図１３に示すセキュリティ体制検討システム（チェック体制算出装置）１０Ｇは、旅客を、例えばＶＩＰと一般客等にクラス分けし、ＶＩＰクラスのセキュリティ体制、一般客クラスのセキュリティ体制をそれぞれ最適化するための構成を有するものである。
このためセキュリティ体制検討システム１０Ｇは、一般客クラスのセキュリティ体制を最適化するための構成として、上記第一の実施の形態で示したセキュリティ体制検討システム１０Ａと同様の構成を備え、さらに、ＶＩＰクラスのセキュリティ体制を最適化するための構成として、ＶＩＰ窓口数変更装置（数値設定部）８０、ＶＩＰ抜き取り確率変更装置（数値設定部）８１、ＶＩＰ待ち時間計算装置（試算部）８２をさらに備える。
ここで、ＶＩＰ窓口数変更装置８０、ＶＩＰ抜き取り確率変更装置８１、ＶＩＰ待ち時間計算装置８２では、ＶＩＰクラスの旅客数に応じ、窓口数変更装置１２、抜き取り確率変更装置１３、待ち時間計算装置１７と同様の処理を実行する。また、窓口制約条件チェック装置１４では、ＶＩＰクラスのセキュリティチェック、一般客クラスのセキュリティチェックの双方を併せ、検査員の総和Σｗ_i×ｍ_iが、検査員の総数Ｎ以下である、という制約条件を用いる。
また、終了判定装置１８では、例えばＶＩＰクラスにおいて許容する待ち時間の上限値と、一般客クラスにおいて許容する待ち時間の上限値を異ならせ、最適解を探索するようにしても良い。

このようにして、ＶＩＰクラス、一般客クラス等、旅客を複数にクラス分けするような場合であっても、それぞれのクラスで、最適なセキュリティ体制を求めることができる。
このとき、旅客のクラス分けは、ＶＩＰクラス、一般客クラスに限らず、それ以上のクラス数へのクラス分け、あるいはそれ以外の基準に基づくクラス分けを行っても良い。
また、例えば、空港が複数の建物に分かれているような場合も、上記と同様の構成を適用できる。

なお、上記したような第一〜第七の実施の形態に示す構成は、適宜組み合わせることが可能である。
また、本実施の形態では、空港のセキュリティ体制を検討するために、本発明を適用するようにしたが、本発明の対象はこれに限るものではない。例えば、港湾ターミナル、各種物流ターミナルにおいて、貨物や荷物のチェックを行う際にも、一部を抜き取りチェックするようなケースであれば、本発明の構成が適用できる。また、アミューズメントパークや各種イベント会場、施設への入場に際し、来場客の所持する荷物等を、一部抜き取りチェックするようなケースであっても、本発明の構成を適用できる。さらに、セキュリティチェックだけでなく、例えば工場で生産する製品の品質を保証するため、生産した製品の一部を抜き取って検査するような場合においても、本発明を適用できる。
加えて、本発明では、既存の施設においてチェック体制を最適化するだけでなく、各種施設等を計画・新設するに際し、チェックを行うための窓口数や、必要な人員数をシミュレートしたり検討したりするときにも利用できる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

空港におけるセキュリティチェックの流れを模式的に示した図である。 第一の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システムの構成を示す図である。 窓口数変更装置で窓口数を変更するときの処理の流れを示す図である。 抜き取り確率変更装置で抜き取り確率を変更するときの処理の流れを示す図である。 第二の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システムの構成を示す図である。 抜き取り確率の算出根拠を説明するための図である。 抜き取り確率を算出するときの処理の流れを示す図である。 第三の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システムの構成を示す図である。 第四の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システムの構成を示す図である。 旅客到着率の設定値を示す図であり、（ａ）は一定の旅客到着率を設定値として用いる場合、（ｂ）は変動を含んだ旅客到着率を設定値として用いる場合の図である。 第五の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システムの構成を示す図である。 第六の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システムの構成を示す図である。 第七の実施の形態におけるセキュリティ体制検討システムの構成を示す図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ…セキュリティ体制検討システム（チェック体制算出装置）、１１…初期状態定義装置、１２…窓口数変更装置（数値設定部）、１３…抜き取り確率変更装置（数値設定部）、１４…窓口制約条件チェック装置、１５…抜き取り制約条件チェック装置、１６…セキュリティ制約条件チェック装置、１７…待ち時間計算装置（試算部）、１８…終了判定装置（判定部）、２０…入力装置、２１…出力装置（結果出力部）、３０…抜き取り確率計算装置、４０…待ち人数計算装置（試算部）、５０…到着率変動予測装置、６０…窓口閉鎖予測装置、７０…変更コスト計算装置、８０…ＶＩＰ窓口数変更装置（数値設定部）、８１…ＶＩＰ抜き取り確率変更装置（数値設定部）、８２…ＶＩＰ待ち時間計算装置（試算部）、Ｃ１０…機械検査、Ｃ２０…抽出検査（チェック部）、Ｃ２１…簡易検査（チェック部）、Ｃ２２…精密検査（チェック部）

Claims (8)

1. 複数のチェック対象から一部の前記チェック対象を抜き取ってチェック部でチェックを行うに際し、前記チェック部の数および／または複数の前記チェック対象から抜き取る一部の前記チェック対象の抜き取り確率を、コンピュータプログラムに基づいた演算を行うことで算出するチェック体制算出装置であって、
   前記チェック部の数および／または前記抜き取り確率の設定値を設定する数値設定部と、
   前記数値設定部で設定した前記設定値に基づき、前記チェック部における前記チェック対象の待ち行列の長さ、前記チェック部における前記チェック対象の待ち時間、前記チェック部におけるチェックをすり抜けてしまう前記チェック対象のすり抜け率のうち、少なくとも一つを試算結果として試算する試算部と、
   前記数値設定部において前記設定値を複数回変動させることによって、前記試算部で得られる複数の前記試算結果のうち、所定の条件を満足する一つの前記試算結果を決定する判定部と、
   前記判定部で決定された前記試算結果に対応する前記設定値を、算出結果として出力する結果出力部と、
   を備えることを特徴とするチェック体制算出装置。
2. 前記判定部は、前記数値設定部において前記設定値を複数回変動させたときに前記試算部にて得られる複数の前記試算結果のうち、前記待ち行列の長さ、前記待ち時間、前記すり抜け率のいずれか一つが最も小さいものを、所定の条件を満足する前記試算結果として決定することを特徴とする請求項１に記載のチェック体制算出装置。
3. 前記判定部は、前記数値設定部において前記設定値を複数回変動させ、前記試算部にて得られる前記試算結果が予め定めたしきい値を下回ったときに、前記試算結果を所定の条件を満足するものとして決定することを特徴とする請求項１に記載のチェック体制算出装置。
4. 前記チェック部は、異なる内容のチェックを行う複数種が存在することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のチェック体制算出装置。
5. 前記数値設定部は、複数種の前記チェック部において、チェックをすり抜けてしまうすり抜け率が所定以下となるよう、前記抜き取り確率を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のチェック体制算出装置。
6. 前記数値設定部は、前記チェック部の数、および前記チェック部でチェックを行うために必要な人員の総数が、予め定められた所定値以下となるよう、前記チェック部の数を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のチェック体制算出装置。
7. 複数のチェック対象から一部の前記チェック対象を抜き取ってチェック部でチェックを行うに際し、前記チェック部の数および／または複数の前記チェック対象から抜き取る一部の前記チェック対象の抜き取り確率を、コンピュータ装置においてコンピュータプログラムに基づいた演算を行うことで算出するチェック体制算出方法であって、
   前記チェック部の数および／または前記抜き取り確率の設定値を設定する数値設定ステップと、
   設定された前記設定値に基づき、前記チェック部における前記チェック対象の待ち行列の長さ、前記チェック部における前記チェック対象の待ち時間、前記チェック部におけるチェックをすり抜けてしまう前記チェック対象のすり抜け率のうち、少なくとも一つを試算結果として試算する試算ステップと、
   前記数値設定ステップにおいて前記設定値を複数回変動させることによって、前記試算ステップで試算される複数の前記試算結果のうち、所定の条件を満足する一つの前記試算結果を決定する判定ステップと、
   前記判定ステップで決定された前記試算結果に対応する前記設定値を、算出結果として出力する結果出力ステップと、
   を備えることを特徴とするチェック体制算出方法。
8. 空港において旅客機に搭乗する旅客を前記チェック対象としたチェック体制を算出するためのものであることを特徴とする請求項７に記載のチェック体制算出方法。

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