为预防和威慑恐怖分子,优化交通安检这一问题已成为世界各国面临的重大挑战。首先,自20世纪90年代以来,随着经济和信息化的发展,恐怖分子及组织迅速蔓延至世界各地,其使用的袭击手段从最初的纯粹军事打击演化为绑架、残杀平民、自杀爆炸等残酷的行为,其选择的袭击地点也开始转为车站、体育馆等公共场所,目的在于伤及大量的无辜平民、破坏社会的和平与稳定。据全球恐怖袭击数据库统计,从1970年到2015年,全球共发生19138起恐怖袭击事件,造成大规模死亡的袭击频率逐年上升,这其中不包括那些未遂的袭击。其次,自20世纪50年代以来,伴随着大规模城市化运动的兴起,城市人口激增,为缓解居民出行压力,城市轨道交通快速发展,但是由于地铁交通连带性、全线性、局限性等特点,恐怖分子将地铁作为袭击的主要目标之一。其中1995年3月20日东京地铁沙林袭击案件的爆发,标志着恐怖分子开始将地铁作为新的袭击对象,全球各地交通部门开始重视并逐步实施地铁安检。就我国而言,一方面考虑到世界各地包括美国、英国和俄罗斯均遭受地铁袭击,并且国际上东突组织日渐猖獗、国内新疆恐怖分子和藏独等频繁实施袭击;另一方面考虑到我国作为世界人口第一大国,而作为城市出行的主要交通工具地铁,一旦遭受极端组织的袭击,后果不堪设想。尽管我国地铁相对安全,但是“2014年3月1日昆明火车站砍杀”,造成29死143伤,为反恐工作和地铁安检敲响了警钟。因此地铁安检的设立与优化成为包括我国在内的部分国家的反恐部门关注热点。其中我国在2008年北京奥运会来临之际,为确保乘客人身安全、做好袭击预防工作,成功申请到实施地铁安检,成为世界上第一个在地铁道路进行安检的城市。国内外相关部门在各个公共场所设立了安检环节,同时不同学者在安检的优化方面包括机场、船舶也做出了大量的研究。包括将乘客提供的购票信息视为先验信息,对不同的乘客进行不同程度的安检,但考虑到该做法存在对乘客的歧视,一直未能实施;另一类将最新技术应用于安检,包括指纹识别、人脸识别等,目前也在部分国家的机场安检中投入使用。针对地铁安检,国内相关文献主要考虑工作人员的效率并制定出最优的排班模式。为了合理利用社会资源,有效威慑恐怖分子,本文从我国国情出发,结合博弈论和排队论,通过建立不同时期的地铁安检体系并进行优化,分析了不同情境下安检效率、社会福利以及乘客、工作人员的选择和各自的最大化效用。本文尝试从两个角度出发,建立特殊情境和常规情境下的三方博弈模型,并引入乘客等待时间的排队论进行优化分析,为优化地铁安检、提高安检效率提供理论支持。具体研究工作包括如下两点:第一:本文首先将乘客分为普通乘客和潜在袭击者,基于不同情境下的地铁安检的模式,即常规情境下,乘客的行李顺利通过X射线安检仪即可,特殊情境下在行李接受安检的同时,乘客自身需要通过手持金属探测仪的扫描,分别模拟出安检的博弈树和收益,根据社会福利最大,最优化X射线安检仪,并研究其影响因素及变动方向。研究结果表明:手动检查的社会成本和普通乘客排队的时间成本越大,安检机的配置则可适当降低;潜在袭击者所占比例越大,工作人员手动检查的准确率越高,袭击事件给社会的影响越大,则安检机越严格。同时利用条件概率对比两种安检流程对潜在袭击者的威慑力、对普通乘客的不便以及社会福利的大小。最后,升级后的安检措施可加大对潜在袭击者的威慑、减少对普通乘客的不便。第二,客流量较大时,乘客需要在排队等待时浪费较长时间,部分普通乘客会因此而放弃乘坐地铁、部分潜在袭击者会因此更坚定实施袭击计划。故在上述模拟的特殊情境下安检博弈树的基础上引入排队论,并分别考虑乘客的报酬和社会报酬,从而计算出普通乘客的效用函数、潜在袭击者的效用函数以及总的社会效用函数,根据子博弈完美纳什均衡,研究潜在袭击者的最优策略、普通乘客的最优策略和安检部门的效用最大化。结果表明:若整个环节安检准确率高于某一特定临界值时,潜在袭击者会放弃乘坐地铁,即不考虑把地铁作为其袭击对象;反之亦然。普通乘客的策略选择需根据不同的到达率和服务率之间的对比;安检部门的效用需基于乘客的不同策略计算,从而选择是否实施升级后的地铁安检。本文的创新点在于从我国国情出发,考虑了不同时期地铁安检的不同模式、乘客在非常规情境下的策略选择,为提高安检的准确性和预防袭击提供了一种新的思路。同时研究结论也为现有的二级地铁安检的进一步优化以及社会资源的合理利用提供了一定的参考。但是本文未能考虑安检工作人员的排班模式对其工作效率的影响,这将是未来的一个研究方向。