混合支付系统的排队模型

支付是一个国家的交易的基础，而每个国家的央行都运营和管理着这个国家的大额支付系统，或者说是央行的支付系统；而结算模式有实时全额结算系统和延迟净额结算系统，这两类系统有各自的特点

实时全额结算系统支付指令被实时提交结算，对流动性有很高的要求，支付系统参与者需要保证足够的资金流动性，预存较大量的资金是有很高的成本的，当然也可以通过进行质押或者付费获得日间透支额度来实现实时结算的流动性需求

延迟净额结算系统支付指令会积累到一定时间以后进行轧差，对净额进行结算；该模式下对资金流动性的整体要求会比实时要低，因为支付不会被实时结算处理，而且收入类支付会抵消支出类支付，从而降低支出净额；但净额结算存在一定的信用风险，比如某个参与者在进行结算时无法交付资金，而造成在其他应收参与者无法获得应收资金；特别是在多边净额情况下，这种信用风险更高

而混合支付系统的最主要特征是支付指令在不同场景下的排队，这种可以刺激银行尽早的将支付请求提交的支付系统，因为这样可以加在其他银行的应收支付的排队的释放；主要的混合支付系统有“队列增强型实时全额结算系统”“连续净额结算系统”

队列增强型实时结算系统主要特点是可以通过设定支付的“紧急性”来划分优先顺序；这样可以优先确保有限的资金用于预先支付“紧急”付款，以提高流动性效率；连续净额结算系统的特点是将所有支付设定到一个支付队列组，直到所有参与者的净额为0，此时完成该组的最终结算，大家都不用收钱，也不用付钱；整个过程就这样不断的被处理，直到最终的没有完成净额为0的最终结算的支付再使用账户余额进行结算，这样的话所有参与者的流动性需求大大降低了，而且也降低了延迟净额结算的信用风险

下面我们来介绍支付队列排队和释放的模型；支付队列的释放有“余额反应”“接收反应”两种方式；接收反应的系统中支付被释放进行结算的条件是银行收到了汇入支付；余额反应的系统中支付是否被释放的条件是账户里资金的多少

余额反映模型

该模型是将账户余额进行划分，设定紧急储备资金；紧急支付可以利用账户里全部资金，正常支付可以利用账户中减去紧急支付存储的剩下的部分，这样账户的资金可以划分为三个部分：账户总余额，紧急余额，正常余额

上面介绍了，其中全部余额可以用于紧急支付，而正常支付只能使用正常余额，下面我们来模拟余额反映队列模型的支付情况

支付1是正常支付，使用了正常余额；支付2是紧急支付使用了紧急余额；支付3是有一笔收入增加了正常余额；而支付5紧急支付时账户余额不足出现了支付的排队；等到支付6汇入100时，账户余额成了350，其中紧急支付余额100，正常支付余额250，排队中的300完成了付款，使用了100的紧急余额和正常的200余额；最后账户余额是50，紧急余额剩余0，正常余额剩余50

接收反应模型

该模型下全部账户余额用于紧急支付，正常支付只能使用后续的汇入支付收入进行，所以说一开始的正常支付会全部进行排队，而紧急支付使用全部余额进行付款，所以这种情况下，银行的全部账户余额都用来为紧急支付做准备，这样可以保证紧急优先级的支付被无延迟的结算，我们还使用上一个例子的数据在这里模拟这个过程

期初全部账户余额用于紧急支付，正常支付余额为0，所以支付1进入了排队；支付2被实时处理；支付3的汇入用于正常支付，但是正常支付余额依然不足，支付1继续排队；直到支付6汇入了100，正常余额成了150，支付1才被执行付款；在这个模型里我们要设定一个原则就是“先进先出”，最先被提交的正常支付，会被最先被结算

应用实例

我们从央行支付系统的这些设计模型里学到的设计方法可以使用的日常的工作当中；在我设计的一个清算系统中就借鉴了该队列模型

账户余额不足时可不可以被透支是非常需要关注的一个问题，也是我们在设计结算账户时经常遇到的场景，为了省事很多结算账户被设计成允许被透支，这样设计的好处是，后续的收入会天然的通过正负相抵完成前期账户余额欠款的偿还，不需要特殊的处理

但是有些时候可能结算账户被透支是不被允许的，比如接入的为解决二清问题的“监管账户”，这时候商家的结算账户就是不允许被透支的，那么发生的逆向流出的账务如何进行处理呢？当时我就借鉴了支付队列模型进行了设计

在清分系统中逆向流出入账在账户余额不足时形成一个待扣队列，采用先进先出的排队机制，后续有收入以后，队列中的待扣款被执行；并可可以设定一个队列总余额，可以便于监控整个账户系统的风险问题和风控策略的实施

后续我们会介绍更多的各央行先进支付系统的设计方法和理念，以便更深的理解支付体系，也丰富自己在工作中解决各类疑难问题的可参考知识储备

参考文献：大额支付结算的经济学分析 中国金融出版社

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