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user: 3. 国外研究现状及发展动态 3.1. 研究与开发通关安检系统的相关成果 在国外的研究成果进展方面，美国海关风险管理运用较早，其风险管理整体框架以先进的管理思想和信息技术为辅助，实现了管理思想由被动面对风险向主动承担和控制风险的转变。美国机场海关从1998年起开始使用一个选择性的计算机预先查核系统(Computer-Assisted Passenger Prescreening System， CAPPS)，当通关旅客在出示护照时，个人的数据会传送到CAPPS查核系统数据库，海关人员再根据通关旅客身分背景、有无犯案前科、历史数据等等属性去指派每个通关旅客相对应的风险值，作为后续通关安全检查系统之决策参考值。McLay等 [ 23 ] 提出利用查核系统预先指派的风险值，可将通关旅客区分为不同的危险等级，风险值愈高，通关安全检查程序就愈严格。 风险值(Risk Value)是经由查核系统得知，大部分文献假设风险值服从某一机率分配，例如Lee和Jacobson [ 24 ] 、McLay等 [ 25 ] 、McLay等 [ 26 ] 及Wang [ 27 ] 皆假设风险值服从截断指数分配(Truncated Exponential Distribution)，Nikolaev等 [ 28 ] 、Nie等 [ 29 ] 皆假设风险值服从一般间断分配，Sewell等 [ 30 ] 和Sewell 等 [ 31 ] 则假设不同风险等级服从不同参数之常态分配。此外，也有另一派学者使用估计的方式近似现实生活中风险值的机率分配，如Lee和Jacobson [ 32 ] 使用Fisher Information估计旅客的风险值。Lee和Jacobson [ 24 ] 则使用三种估计算法，分别为贝式估计法、递归参数估计法、预测估计法，在不确定性的环境下估计不同通关旅客的风险值分配。 在通关旅客分配问题的研究工作上，McLay等 [ 33 ] 考虑安全检查系统至少有两种检查站，旅客被指派风险值后，海关人员会将各个旅客分配至其中一个检查站，考虑不同等级、检查过程和检查设备的成本，在满足总预算与指派限制式下，最大化检查站成功抓到乘客携带危险物品的机率。Nie等 [ 29 ] 也将安全检查站分为两种等级(Normal Lane和Selectee Lane)，其中Normal Lane检查站的检查过程较为宽松，Selectee Lane检查站的检查过程则较为严格。将通关旅客依照风险值划分成多个等级，在Selectee Lane的容量限制下，纳入通关旅客的等待时间考虑，在正确警报(True Alarm)和等待时间两目标之间进行取舍，选择相对较佳的分配策略。 Zhang等 [ 34 ] 分析美国与加拿大之间陆路的通关系统，利用排队论建构两阶段式安全检查模型，评估待检通关车辆进行第二阶段检查之最佳比率，并推导通关车辆在安全检查站的平均等待时间，并通过数值模拟验证其理论结果。Lin等 [ 35 ] 利用暂态的多服务器排队模型进行过境延迟时间的预测。Lee和Jacobson [ 36 ] 则提出了两种通关旅客分配策略。一种为静态的策略，即在稳定状态下以优化模型决定待检旅客分配至各个安全检查站的机率值；另一种为动态的策略，经由瞬时分析(Transient Analysis)决定乘客指派策略，以平衡正确警报的机率和旅客停留在安全检查系统之期望时间。 3.2. 通关安检管理与运作模式的研究工作 近两年来欧洲已接连发生数起大规模恐怖攻击案，Matsika等 [ 37 ] 探讨恐怖袭击对地铁和轻轨系统的风险评估，并回顾了现有的风险评估方法和国际政策。Wong和Brooks [ 38 ] 针对不断发展的以风险为基的安全检查问题进行回顾整理工作和预测严格的安检措施将如何冲击航空业的趋势。Shafieezadeh等 [ 39 ] 提出一套风险管理架构，应对机场口岸的潜在恐怖袭击。Mabrouki等 [ 40 ] 提出一套管理决策支持方法进行港口通关的风险管理。Nikoofal和Gümüs [ 41 ] 评估恐怖分子的私人信息在政府的国家安全防卫资源分配之影响价值。 Maoh等 [ 42 ] 分析孤立的9/11恐怖袭击事件和随后严格的边境安全水平，对于加拿大-美国边境跨境卡车运动的变化影响，长期的统计数据分析表明对卡车的跨境运动产生了负面影响，也影响了国家GDP的表现。Zhao等 [ 43 ] 回顾了集装箱安全领域的最近文献，基于对集装箱的安全视角、威胁识别、集装箱安全评估、成本(效益)和安全度之间的平衡、时间的减少和安全度之间的平衡、集装箱运输流程安全等要素标准，提出了一个分类框架来论述在集装箱安全问题的当前研究、方法论和文献见解。 Papa [ 44 ] 整理了美国与欧洲海运通关检查策略，一般可以分为均等检查(Uniform Screening)和选择性检查(Selective Screening)两种，均等检查即对所有欲通关之旅客或货物都进行一样的检查程序，而选择性检查是针对通关旅客或货物的某一比例进行详细检查。利用以风险值为依据的安全检查系统指派不同的检查过程，会比对所有通关旅客或货物皆进行详细检查更有效，所以通常安全检查系统都会依查核系统提供的风险值分成不同等级进行后续检查。Nikolaev等 [ 45 ] 探讨经由查核系统指派各个通关旅客其风险值，随后被指派到其对应的检查等级过程。Virta等 [ 46 ] 考虑安全检查系统至少会将通关旅客或货物划分为两类(Selectee和Non-Selectee)，海关再根据其风险值分派至相对应的安全检查站，而不同等级检查站依据其检查设备(如X光机、金属探测器等)导致其安全检查能力也未必相同。在安全检查过程中，旅客经由一系列不同安检设备检查是否带有危险物品，每当通关旅客被安检设备检查后，动态地更新旅客的风险值。 Wang和Zhuang [ 47 ] 利用排队论中的M/M/1模型推估安全检查站之平均通关时间，并使用赛局理论的方法，分别以海关管理者和通关旅客的角度，探讨各别采取的决策行为。Ruiz-Aguilar等 [ 48 ] 利用一些支持向量回归技术预测在边境检查站货运的二阶段安检过程。Luh等 [ 49 ] 利用排队论建构有效率的矩阵计算方法，计算具有限缓冲的两阶段式安全检查模型的平均通关时间。Wang等 [ 50 ] 提出一套排队分析方法，探索安全有效的全球供应链管理决策。Wang等 [ 51 ] 考虑货物集装箱的通关风险和延误时间损失，研究安全检查站的管理决策模型。Wang [ 52 ] 将口岸通关安全检查问题建构成一数学模型，探讨一种基于风险管理的决策分析方法。 Gillen和Morrison [ 53 ] 研究航空安全相关的成本核算、定价和绩效表现。Sewell等 [ 30 ] 和Sewell等 [ 31 ] 则考虑分配安全检查设备的问题，在设备总预算和空间限制下，分配不同种类和数量的设备到各个等级的检查站，决定要购买及安装的设备数量，最大化检查站安全水平。安全检查设备的成本包含购买成本、安装成本、运作成本、维修成本等。Jacobson等 [ 54 ] 探讨安全检查站在不同的情境下，使用不同的检查设备去查验通关旅客行李的成本分析。Feng [ 55 ] 则以两阶段规划方式建构其期望设备成本优化模型。 Dreiding和McLay [ 56 ] 主要研究港口集装箱安检中的核武器检测问题，利用一个线性规划模型研究具有初筛(Pre-Screening)筛选政策的集装箱安检模式。Bagchi和Paul [ 57 ] 分析和筛选搭机旅客风险，研究机场安全资源的最佳配置。Chang等 [ 58 ] 探讨口岸在集装箱运输业务的安全和安全风险分析。Kierzkowski和Kisiel [ 59 ] 提出了一种基于模糊逻辑(Fuzzy Logic)的机场安全检查系统的评价模型，该模型考虑安全检查系统的容量、违禁物品的检测效率和安检系统的服务水平，进行多目标评价(Multi-Criteria Evaluation)。 3.3. 采用计算机仿真技术研究通关安检运作模式的相关成果 计算机仿真技术广泛应用于口岸海关通关作业的各个方面，以美国为首的欧美发达国家凭借先发优势和成熟仿真产品，构建实际海关系统的计算机仿真模型以便理解和评价系统的各种运行策略，已经成为国家安全管理的关键技术和科研核心竞争能力。 Sekine等 [ 60 ] 使用了一种基于计算机模拟的方法来分析供应链的安全政策问题，通过模拟和响应面方法(Response Surface Method， RSM)来建构安全检查策略和利益相关者目标之间的关系，以构造多目标决策问题的一组帕累托最优解(Pareto Optimal Solutions)。de Lange等 [ 61 ] 利用计算机仿真实验建构在机场安检通道的虚拟排队线，进行相关评估分析。Boekhold等 [ 62 ] 使用一般微观计算机仿真模型评估国内航班的安全检查系统。Seidl等 [ 63 ] 通过一个动态的仿真模型，分析恐怖袭击和预防成本之间的跨时空权衡，以探讨决定多少资源应分配到反恐措施的问题。Wilson等 [ 64 ] 提出一种二维空间感知的离散事件仿真工具－安全检查点优化器(Security Checkpoint Optimizer， SCO)，允许安全分析师以图形界面构建一系列安全检查活动的仿真模型和布局。 Dorton [ 65 ] 采用离散事件模拟(Discrete Event Simulation， DES)和排队网络，利用计算机仿真软件Arena研究了小机场行李量和安全检查站的报警率(Alarm Rate)之间的关系。Kierzkowski和Kisiel [ 66 ] 利用计算机仿真软件Flexsim提出一种模拟安全控制系统的运行模式，以波兰一机场航站楼的安全检查站作为一个案例研究，开发动态管理算法计算旅客等待安检的平均时间、最小的平均停留时间和安检站的运营工作时数。Alodhaibi等 [ 67 ] 使用仿真软件ExtendSim V9.2，开发了一个离散事件模拟的计算机仿真架构，以评估机场航站楼内旅客出境流程的效率，包括航空托运登记、海关安检及登机手续的相关活动。Perboli等 [ 68 ] 通过一个仿真工具AirSIM，对机场的运营过程在不同运作场景下进行离散事件仿真建模和分析，以用来选择机场新安全系统的不同参数，以及分析如何可以提高系统的整体性能。 Wang [ 27 ] 利用Arena软件建立了两种等级安全检查站的计算机仿真模型，研究两种安全等级通关旅客对安检系统的优化设计，其中通关旅客在Selectee检查站的检查过程会比较严格，而在Non-Selectee检查站的检查过程会相较宽松。Huang等 [ 69 ] 考虑的安全检查站分成3种安全能力等级，以马可夫决策过程探讨通关旅客分配问题，并以模拟退火法求解最佳的通关旅客分配方式。 Weiss [ 70 ] 开发了一种基于智能代理的机场动态安全仿真工具，模拟攻击者和防御者在机场环境的行为。Roanes-Lozano等 [ 71 ] 开发一种可以加速时间模拟机场出港旅客在航空站流量的软件包，该软件包考虑乘客类、航班和每位旅客的目的地等细节，仿真结果可以显示、绘制或给出任何时刻在航空站中旅客队列的信息。Popa和Strer [ 72 ] 通过对渡轮码头的安全检查进行计算机仿真实验，研究在渡轮码头实施像机场安检一样严格的安全措施对乘客和交通流动造成的影响，实验分析表明实施这样严格的安全措施将导致在渡轮码头造成的严重后果的交通流。