När du åker på semester till ett främmande land, det finns en del av resan som alla fruktar:gränskontroll. Alla måste få sitt pass kontrollerat av en immigrationstjänsteman när de reser in i ett nytt land – och även när de lämnar vissa – så köer är nästan oundvikliga.

På Heathrow flygplats – en av de största i världen – upplever många ankommande passagerare väntetider på upp till två timmar vid passkontrollen. Gränskontrolltjänstemän försöker hantera dessa köer genom personallistor – och när det inte finns tillräckligt med personal för att möta antalet ankommande passagerare, då kan köerna vid passkontrollen bli för långa.

Personalstyrkan presenterar vad som inom industrin kallas ett "optimeringsproblem". Det används på sjukhus för sjuksköterskor, i callcenter och till och med i skolor, för lekplatstillsyn. Huvudmålen är vanligtvis att säkerställa att tjänsterna slutförs inom en rimlig tid, och att minska personalkostnaderna.

Men dessa två mål är ofta motstridiga – eftersom att betala mer personal vanligtvis leder till bättre service. Och på grund av denna motsägelse, personallistning kan vara ett mycket svårt optimeringsproblem att lösa.

Uppfyller kraven

För att balansera dessa två aspekter av personalförteckning, organisationer eller tillsynsorgan ställer vanligtvis "tjänstekrav", i form av förväntade servicetider. På flygplatsen Heathrow, servicekraven säger att 95 % av passagerarna ska behandlas vid passkontrollen inom 25 minuter för EES-medborgare och 45 minuter för alla andra.

Tyvärr, Gränsstyrkan på Heathrow har inte kunnat uppfylla servicekraven för invandrare utanför EES sedan februari 2018. Juli presterade sämst, med 24,5 % av alla passagerare som kommer in i Storbritannien genom terminal tre och fyra upplever väntetider på mer än 45 minuter vid passkontroll. I juni, juli och augusti, det har förekommit rapporter om passagerare som väntat längre än två timmar.

Att ha massor av giltig data är avgörande för att göra en bra förteckning och minska väntetiderna. Huvudkomponenterna i personalförteckningen är modellering av efterfrågan, schemalägga lediga dagar och tilldela personal till skift eller uppgifter. Om efterfrågan är känd exakt i förväg – t.ex. om antalet lekplatstillsynsuppgifter är detsamma varje dag under hela läsåret – behöver personalstyrkan bara beakta de två sista komponenterna.

I mer dynamiska miljöer, som flygplatsankomster, efterfrågemodellering spelar en avgörande roll i personalstyrkan. På en flygplats, efterfrågan på passkontroll är direkt relaterad till flygplanens ankomsttider, vilket i sin tur kan försenas. Till exempel, i maj 2015 var endast 75,93 % av flygen som anlände till flygplatsen Heathrow i tid. Av de återstående flygen, 17 % var försenade med mindre än en timme, och cirka 7 % försenades längre. Eftersom 94 % av passagerarna är internationella resenärer, gränskontrollen påverkas massivt av flygförseningar.

Gräver i datan

Ett av de sämsta alternativen, när det gäller att uppfylla servicekrav, är att förordna personal enligt den planerade ankomsttiden för alla flygningar. Även om detta skulle vara relativt billigt, den ignorerar det faktum att flygresor rutinmässigt är föremål för förseningar.

Ett bättre sätt för gränsstyrkan att minska förseningar vid passkontroll är att sätta upp personal så att den största förväntade efterfrågan kan tillgodoses inom de uppställda servicekraven. I grund och botten, detta skulle innebära att man öppnar så många bås vid passkontrollen som möjligt, vid den mest trafikerade tiden för ankomster – med hänsyn till eventuella förväntade förseningar.

Men det här är en väldigt opraktisk och dyr lösning, och det finns begränsningar med avseende på antalet tillgänglig personal – särskilt eftersom gränsstyrkan redan kämpar med otillräckligt antal personal. Lyckligtvis, det finns massor av data om flygresor, som kan användas för att modellera efterfrågan mer exakt, och anställa personal och använda annan tillgänglig teknik i enlighet med detta.

Historiska register över flygankomster, antalet EES- och icke-EES-medborgare som anländer och efterfrågan vid passkontroll är alla tillgängliga. Genom användning av statistiska och datavetenskapliga tekniker, som prognoser, en sofistikerad modell för efterfrågan vid passkontroll kan utvecklas.

Att utföra personalförteckningar med en sådan efterfrågemodell kan vara konservativt, vilket innebär en högre totalkostnad, men det kommer att vara mer sannolikt att passa med verkligheten för lufttransporter. Ändå kan korrekt efterfrågemodellering också belysa situationer – tidsperioder då övervägande EES-medborgare anländer – där automatiska passskannrar kan ge flexibilitet när det gäller att rangordna personal, och som kan minska kostnaderna.

Med tanke på de alltför stora förseningar som rapporterades vid Heathrows gränskontroll, vi kan bara anta att det finns betydande begränsningar för den efterfrågemodell som för närvarande används för personalförteckning. Genom att bättre använda statistiska tekniker och dra nytta av den stora mängd data som finns tillgänglig, det är möjligt att avsevärt minska väntetiden för passkontroll – även när flyg är försenade.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.