Сергей Соколов

Redis Pub/Sub вполне подойдёт, наверное.

Посмотрите реализацию /Illuminate/Cache/MemcachedStore
Там в строке 103 видно, что помимо ключа используется prefix:

$this->memcached->set($this->prefix.$key, $value, $this->toTimestamp($minutes));

Не стал рыться в исходниках Laravel глубже. Скорее всего, префикс состоит из уникального ключа из конфига.

Для вашей задачи надо найти момент инициализации этого Store и сделать так, чтобы использовался одинаковый префикс как для api, так и для operator.

У меня была похожая задача с запросами к апи, ограниченными по времени: не более 3 в секунду с одним токеном. Думаю, вам подойдёт такой алгоритм:

Хранить в качестве значения массив времён (unix timestamp: time()) последних обращений.

"8.8.8.8" => "1321009871,1421009871,1521009871"

При поступлении очередного смотрим, сколько значений сейчас в массиве.
Меньше 3 – выполняем запрос.
3, но время последнего более, чем достаточно назад – выполняем запрос.
Иначе отклоняем.

При выполнении запроса добавляем в начало массива текущее время, и стираем лишние элементы, если больше 3 получилось.