摘要：为优化高校菜鸟驿站取件排队系统，对高校菜鸟驿站的取件排队情况进行分析研究。结合排队论，以广州工商学院三水校区的菜鸟驿站作为研究对象，并利用Flexsim软件进行仿真模拟实验。基于广州工商学院菜鸟驿站取件排队系统的运作模式，结合实际的参数构建出仿真模型，模型运行结果显示该菜鸟驿站所需的取、待、验件的平均排队时间过长，若在人流量的高峰期可能导致该系统瘫痪。考虑经济效益的因素，对该系统模型进行优化实验，最后结果显示优化后的排队系统能够有效提升取件的效率。

　　关键词：Flexsim仿真;菜鸟驿站;排队论;系统优化

　　引言

　　伴随着互联网购物的发展，网购也带动着快递物流行业的飞速发展，作为快递物流链末端的菜鸟驿站，由于自助性较强，能够节省快递点一部分分派件的人力，同时也能够高效地解决包裹堆积的压力。但是，如果人流量较大，就会造成取件过程的拥挤，进而降低出件的效率，也会带来不良的效果。而且，快递取件自助程度较高，在拥挤的时候人们的排队等候也会存在相关的缺陷。例如，队伍的长度较长，取件人出现插队情况，开放服务的窗口与人流量不匹配，那么会出现服务资源空闲或不足。针对这些问题的考虑，进而有必要进行模型的仿真分析研究，如何去处理或优化以上情况。以下本文会以高校在人流量高峰期时排队系统的角度切入研究，分析其优势或存在不足之处并进行优化。

　　一、高校菜鸟驿站分析

　　(一)高校菜鸟驿站发展

　　菜鸟驿站的出现是基于签收人在无法按时去收货的时候，那么菜鸟驿站就可以作为一个暂时性的寄存点。它是由菜鸟网络牵头建立的一个快递物流服务平台，主要面对的是居住社区和校园。菜鸟驿站的出现也是由于快递行业的高速发展产生的产物，在一定程度上是解决社会的某一需求，其也是菜鸟网络的五大战略方向之一，致力解决快递物流的最后一公里问题。自2013年成立以来，菜鸟驿站的发展可谓十分迅速。2015年，邮政通过菜鸟网络向社会开放了5000个邮政自提网点作为菜鸟驿站，随后，菜鸟驿站表示将向所有快递企业开放。伴随着科技的发展，菜鸟驿站于2019年加入了智能取件柜，做到刷脸就可以取快递。

　　如今菜鸟校园驿站也是基本覆盖国内的各高校社区，极大的缓解快递末端物流服务的压力。菜鸟网络致力构建一个网状化的物流服务体系，预计未来还会有更多的快递驿站加入到物流服务体系的末端网络。

　　(二)高校菜鸟驿站取件流程分析

　　现阶段校园菜鸟驿站的取快递流程模式如下(取件流程图：图1-1)：快递驿站的工作人员将到达的快递分拣入库，然后生成取件码，通过系统下发短信到签收人的手机，短信的内容会告知签收人的包裹编码以及取件的地点，签收人凭快递包裹自身的取货码到菜鸟驿站自行取件，驿站的工作人员会根据签收人的身份信息与包裹进行扫描核对登记，最后才能取件成功。

　　图 1-1 取件流程图

　　由于该模式的自助程度高，在某些时间段会出现取件高峰，例如在校园中的下课的时间段，学生会相对集中的在这个时间去取快递。由于菜鸟驿站的位置与空间有限，在单位时间内进入的人数一旦超过取件完成出来的人数，必然会造成拥堵，那么就会大大的影响到取件的效率。

　　以广州工商学院内的菜鸟驿站来分析其现状，一般出现取件高峰的时间也是随机的，但是能直观的观察到容易出现拥堵的情况一般出现在中午的十二点到一点，最拥堵的时间段是下午四点到七点，都是集中在课余时间。此外，每逢大型网络购物节，如“6.18”、双十一等购物节，节日过后的菜鸟驿站必定迎来取件的高峰期。校园菜鸟驿站的应对措施一般是开放全天候取件服务时间，限止人流进入取件。尽管如此，还是会有拥堵问题严重，严重的时候，等候的队伍能排到30多米，由此可见菜鸟驿站的取件系统是多么的重要。

　　二、Flexsim软件

　　Flexsim是一款3D数字虚拟化的仿真软件，可在Windows系统、Vista等不同平台上执行操作用于构建生产经营、管理等各种系统模型。Flexsim软件进行动态虚拟仿真实验过程中，能够真实地体验到现实情境、车间等环境下真实的运作过程。进行仿真实验前需经过自己动手设计、配置实践方案等。在整个仿真过程中，既可以动手模拟工厂实际生产环境进行操作实践，又可以通过自主设计实践等流程、环节以达到培养方案设计能力、动手操作能力、分析研判能力等。Flexsim软件的循环优化功能，使得实验能快速精确地分析设计方案的不足，对实验所设计的方案进行调整优化，通过循环优化直至得出最优设计方案以及实验的结论。

　　三、实例分析

　　(一)广州工商学院菜鸟驿站布局分析

　　随着经济快速发展，网购、电商等的兴起在高校的日常生活中比重越来越大，广州工商学院也不另外，因此广州工商学院校园内出现了菜鸟驿站，每日的收存快递量也日益增长，也由此带来了一系列的问题，如校园菜鸟驿站的取快递模式需要靠快递驿站的工作人员人工将快递分拣入库、生成取件码、系统将取件信息由短信形式下发至签收人手机，再由签收人到驿站签收包裹。

　　如图3-1菜鸟驿站平面图，由图可以看出广州工商学院菜鸟驿站的布局情况，主要由三个区域组成，即图3-1中的区域①②③，区域名称①②③分别表示快递存储区、验件区、排队区，取件人由入口进入然后前往快递存储区找寻快递，然后前往排队区等待验件，通往验件区，最后完成取件。表3-1为广州工商学院菜鸟驿站布局各区域面积表，数据代表菜鸟驿站布局各区域面积。

　　图 3-1 广州工商学院菜鸟驿站平面图

　　表 3-1 广州工商学院菜鸟驿站布局各区域面积表

　　(二)人流量统计分析

　　在上述的背景及现状的情况下，进行了深入的研究，主要针对广州工商学院的菜鸟驿站高峰期取件的人流量进行统计，一共统计了30天，统计时间段为正常上班时间即中午12点至晚上19点，人数为统计30天各个时间段的均值，统计结果如下图(图3-2)：

　　图 3-2 菜鸟驿站人流量统计图

　　如上图可以发现广州工商学院的菜鸟驿站一般在中午12点开始上班一直到晚上19点，所以取件只能在正常上班这段时间，图中显示人流量高峰期一般会出现在下午的课余时间16点至19点持续三个小时，其中17点时间段的人流量平均高达100人，所以可见在人流量高峰期时人数可达100人之上，而高峰期最高菜鸟驿站会容纳约100人，不包括工作人员，不考虑中途走掉的人，后续还会有其他取件人来取件，为了保证高效率的取件让后续的人节省更多的时间，所以本次研究的模型主要以100人来进行。

　　四、模型仿真

　　通过Flexsim软件来进行模型仿真，结合排队论的知识以广州工商学院为例进行高校菜鸟驿站取件排队的仿真研究，用Flexsim软件来进行取件排队过程的仿真得出排队停留时间，并分析优化排队中不足的地方。

　　(一)模型假设

　　模型假设如下：学生到达过程在取件的高峰期，学生的数量是上限的且符合为参数的泊松分布;取件排队规则符合不插队、不随便换队;验件窗口规则有个验件窗口，验件窗口通过学生先排队在前的先验件，每个验件窗口的验件时间一样，验件时间符合为参数的负指数分布。

　　(二)取件排队模型

　　学生取件的方式是一样的，学生到达菜鸟驿站的时间过程是符合随机的即学生到达过程是符合泊松过程的，不考虑中途排着排着就放弃的情况，验件有多个验件窗口，取件人先到先验件，验件各个窗口效率相同即验件时间符合μ为参数的负指数分布。综上该取件排队系统为多服务台模型[M/M/s]。

　　数学模型如下：中χ表示验件的窗口数，λ表示学生取件的平均到达率，μ表示验件窗口的平均验件率，ρ表示验件窗口验件强度，ρ*表示验件窗口平均验件强度，p0表示菜鸟驿站所有验件窗口空闲概率，wq表示平均排队等待时间，Lq表示平均排队队长。

　　(三)Flexsim仿真模型的建立与运行

　　综上结合排队论的分析，通过Flexsim软件进行仿真模型的建立。假设学生取件的人数为100人，验件窗口的平均验件时间为10s，菜鸟驿站中一共有2个验件窗口，学生先是去寻找自己的快件然后再排队验件，即前往排队的时间长短不一，假设平均前往排队的时间为120S，不考虑进来菜鸟驿站不取件就出去的情况。根据上述的广州工商学院菜鸟驿站的平面图(图3-1)，进行Flexsim仿真模型的建设及运行情况如图(图4-1)，其中发生器表示取件人到达菜鸟驿站，暂存区1为寻件区，暂存区2至暂存区6分别为待验件队列1至待验件队列5，由于位置限制的原因其中队列快件检验顺序为队列1和2再到队列3和4最后是队列5，处理器1和处理器2分别表示为验件窗口1和验件窗口2。

　　图 4-1 菜鸟驿站Flexsim仿真模型图

　　(四)仿真结果分析与优化

　　1.仿真结果分析

　　通过对菜鸟驿站取件排队进行Flexsim仿真模型运行分析，得出在该菜鸟驿站取件排队等待验件所需的最大等待时间、最小等待时间及平均等待时间的时间表4-1(表4-1中的秒数进行了取整)。如表4-1待验件队列等待时间表可以看出待验件队列等待的平均时间过长，菜鸟驿站如果在人流量的高峰期很可能会瘫痪运转不过来而造成拥堵浪费学生的宝贵时间。

　　表 4-1 待验件队列等待时间表

　　通过Flexsim仿真模型运行结果显示，如图4-2所示，验件窗口1的空闲率为0.4%，验件窗口2的空闲率为0.3%;图4-3中，待验件队列拥挤率由队列1到5分别为15%、31.7%、49.2%、67.3%、96.8%。由验件窗口空闲率和待验件队列拥挤率分析得出菜鸟驿站取件排队系统在人流量的高峰期会瘫痪运转不过来。

　　图 4-2 验件窗口空闲率

　　图 4-3 待验件队列拥挤率

　　2.基于Flexsim仿真优化

　　根据上述结果的分析，运用Flexsim仿真模型进行菜鸟驿站取件排队的优化，为了避免高峰期造成菜鸟驿站运转不过来，进行如下的模型优化，如图4-2，优化方案：即在考虑不浪费排队时间和不浪费资源的情况下，进行了在原有2个验件窗口的数量基础上再增加2个验件窗口，来保证即使在取件的高峰期也能流畅的验件，缩短排队等待时间，为学生在学习上多留一点时间。图4-4 优化后的菜鸟驿站Flexsim仿真模型图

　　通过优化，在原有2个验件窗口的数量基础上再增加2个验件窗口，最终得出优化后的待验件队列等待时间表(表4-2)。如表4-2优化后的待验件队列等待时间表可以看出在多加2个验件窗口后待验件队列平均等待时间压缩了一半，在优化后，排队系统保证了即使在取件的高峰期也能流畅的验件，大大提升了排队取件的效率，避免了拥堵而浪费不必要的时间。

　　表4-2 优化后的待验件队列等待时间表

　　进行菜鸟驿站排队系统优化后，仿真得出图4-5优化后的验件窗口空闲率，由图中数据显示，从两个验件窗口增加到四个验件窗口，验件窗口1空闲率由0.4%提升到了25.1%，验件窗口2的空闲率由0.3%提升到了24.5%，另外增加的验件窗口3和验件窗口4的空闲率分别为25%和25.1%，由四个验件窗口的空闲率的优化可以看出，系统在原先的拥挤情况下得到了很大的改善;从图4-6优化后的待验件队列拥挤率，原来的待验件队列拥挤率由队列1到5分别为15%、31.7%、49.2%、67.3%、96.8%，优化后得到了待验件队列拥挤率由队列1到5分别为19.2%、26.2%、35.4%、48.6%、54.5%，由此可见系统的队列排队系统的拥挤率也得到了合理的优化，主要针对了队列4、5进行了改善，其他队列改善略微。

　　图 4-5 优化后的验件窗口空闲率

　　图 4-6 优化后的待验件队列拥挤率

　　五、结语

　　在校园的生活中，时间就是宝贵的生命，本文基于Flexsim仿真以广州工商学院为例，为了解决高校菜鸟驿站在取件高峰时期时，排队等待时间久、队伍长，导致了菜鸟驿站内的拥堵和学生时间成本的浪费等的问题，进行了Flexsim仿真分析研究，发现问题并最终通过对菜鸟驿站取件排队系统的优化，在原有2个验件窗口的数量基础上再增加2个验件窗口，合理有效地解决了菜鸟驿站取件排队系统的问题，待验件队列等待时间有了很大的压缩，保证了即使在取件的高峰期也能流畅的验件，大大提升了取件排队的效率，解决了高峰期取件菜鸟驿站内的拥堵和学生时间成本浪费等问题。C

　　(作者单位：广州工商学院)

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