关键词:排队论;决策模型;成本;最大化效益;
1概述
出租车作为旅客离港的交通方式之一,有较高的服务水平、舒适度和通达性,较为重要的一环,是智能交通系统中较为重要的一环。在机场的出租车上客区,不仅乘客需要排队等候上车,待客出租车需要在机场的“蓄车池”排队等候。因此,送客到机场的司机往往面临着两种选择:
(1)驶往机场指定“蓄车池”排队等候载客;(2)空载驶回市区载客。
若选择(1),那么等候过程中需要花费一定时间,等候时间长短由乘客数量和排队出租车数量共同决定;若选择(2),司机需付出空载带来的损失并可能市区在机场等待载客的潜在收益,但不需付出排队等候载客所带来的时间成本。
本文研究出租车司机在不同情况下的上客策略,假设不存在排队优先级,以出租车为顾客源,乘客为服务台根据排队论公式求得平均等待时间和平均逗留时间[1]。以此为基础建立决策模型,量化相关指标,研究并对比在两种不同的决策下出租车司机的相关收益,从而得出相应情况下的选择策略。
2对于出租车的单服务台等待排队模型
在出租车司机等待载客问题中,N(t)表示在时间区间[t0,t0+△t]内到达的出租车辆数,是随机变量;出租车相继到达排队系统的间隔时间D相互独立,服从负指数分布;N(t)满足达到泊松分布的三个条件:平稳性、无后效性、普通性[2],故N(t)服从泊松分布。
对于泊松流,在tn时间段内有n辆出租车抵达系统的概率为:
其中:λ指到达率,故出租车相继到达的平均间隔时间为。
随时间变化的过程为生灭过程,该过程的状态转移示意图如下:
在时刻满足的概率:
式中:,是到达率与服务率的比值,反映了服务机构的繁忙程度,ρ<1时,系统达到平衡状态。
式中:μ指服务率——单位时间内完成服务的出租车数量,平均每个顾客的服务时间为。
3出租车司机决策模型
记,其中t指出租车司机从机场驶往市区所花费的时间。通过对比在T时间内两种不同的选择带来的效益,来选择更加合适的决策。考虑到实际情况中无论有没有载到客,出租车司机都必须向公司缴纳一定承租金[1],故我们认为,两种决策下司机都须承担时间成本。
?决策一:出租车司机在机场排队载客返回市区:
司机需要承担油耗、时间成本等方面的损失,则总损失为:
式中:S指出租车从机场驶往市区的路程,分别指对应每单位距离的耗油量、汽油价格、承包金。
根据实际情况中出租车计费标准可知决策一司机可获纯利润:
式中:和分别为起步路程和起步价,表示超过后每单位距离加收费用。
决策二:出租车司机在机场空载返回市区载客:
记出租车于时间内,在市区载客的总里程为;同理于上一决策,可知本决策情况下产生的损失为:
记出租车司机每单位时间在市区载客可获收益为w,则此时可获纯利润为:
4结论
通过在上面建立出两种决策下出租车司机可获利润的模型,决策一和决策二对应的纯利润分别为W1,W2,。
建立了以排队论为基础的模型,并做出决策方案,构建了函数关系,确定了出租车的调度安排,对机场、火车站、客运站等场所的出租车安排问题有一定的参考价值。模型中分析问题、解决问题的一些独到方法,排队论的思想,在研究相应排队系统的最优设计问题时,可以将此模型应用到医院排队看病,售票处排队买票等有形的排队问题,我们的方法对于建立新的排队问题可以作为分析解决的一种参考。
5参考文献
[1]Sunshinehit.《数学建模之排队论》.
https://blog.csdn.net/sunyueqinghit/article/details/81562138.2019.9.14
[2]王春健,史文森,王条.《基于排队论的潜艇艇员级维修效能评估方法研究》[J].中国修船.2019,32(2):38-42.
[3]孙健,丁日佳.基于排队论的航空枢纽陆侧旅客服务资源建模与仿真300B[J].系统仿真学报.2017,29(5):996-1004.
[4]岳艳萍.基于优先权排队的顾客均衡行为[J].经济研究导刊.2018,8:118-119.
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