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基于决策树模型的机场出租车调度模型研究

2021-12-05鲁鑫施宏远袁鸿渊皮浩然张斌

商品与质量 2021年40期
关键词:回城排队出租车

鲁鑫 施宏远 袁鸿渊 皮浩然 张斌

营口理工学院 辽宁营口 115000

本文分析研究了与出租车司机决策相关因素的影响机理,综合考虑机场乘客数量的变化规律和出租车司机的收益,建立出租车司机选择决策模型,并给出司机的选择策略[1]。

其次,机场经常会出现出租车排队载客和乘客排队乘车的情况。某机场“乘车区”现有两条并行车道,本文考虑时间成本因素对车辆调动时间的影响,科学的设置“上车点”,并合理安排出租车和乘客,在保证车辆和乘客安全的条件下,使得总的乘车效率最高[2-3]。

为了研究的方便,符号与变量说明如下:

表1 符号与变量说明表

1 基于时间成本的出租车车司机决策模型

影响司机决策的因素有很多,经过实际调查,发现,司机主要考虑的都是时间成本,而非空载时的燃油费等,所以,我们以时间成本为主要因素,来研究司机的决策问题。

时间成本为$=kt,行驶距离l和成本的关系为S=l*m=Tv*m=TI,(m单价),I为满载1小时的收入。记。

假设航班数量很多,乘客连续出站,出租车需求量大,并且只考虑时间成本,忽略其余因素,则司机A在送旅客到站之后,在面临以下两个决策,分别是:

决策1:回市中心。

决策2:排队等待接客回城。

假设:司机A载客来到机场后发现所需排队等待时间为Tp,回城时间为Th,客人行驶里程为l,时间为T,司机需要做出决策,是选择排队,还是回城。

对于m1~m4,其表示放弃回城选择排队得到的成本,m5表示放弃排队选择回城所得到的成本。

当TP2k(TP−Th),TP−Th<0。

图1 司机的决策树

所以不等式永远成立。

即如果排队时间小于回城时间,那就选择排队。

对于TP>Th

则当m大于0时:

其中m为做出相应决策所付出的代价,对于m1~m4,即载客回城得到的收入减去排队浪费的时间成本;m5为直接回城损失的潜在载客收益;由计算得到,当TP

而当TP>Th时,则只有在时,才会获得收益,但是T为不确定因素,因为不确定客人目的地,所以,T即为一个影响出租车司机决策的一个关键因素,但是T1可以有司机平时经验猜测出大概范围,假设乘客绝大多数都是回城区,则T大于Th,此时为关键因素。

因为在不等式中涉及到了变量k和变量l,这两个变量会因为很多别的因素而发生变化,其中k表示司机A当天或者当前时间后平均每小时的收入,其可能因为天气季节日期等因素而变化,也有可能会因为司机本身而改变,还和城市的交通网络覆盖程度有关,以及此时城市对出租车的需求量。例如司机A和B在送客来到机场后发现需要排队20分钟左右才能接到客人,而且回城也需要20分钟左右,则此司机A选择排队等待客人,司机B选择回城,则在二十分钟后,司机B回到城区,司机A接到客人,并且在之后的T时间段内,将客人送达目的地,得到了S(T)的收入,但是司机B则在T时间段内并不一定会有客人,如果有,其收入上限也会小于S(T)。

假设对于司机A,k为33,l为100,则,i等于0.3,所以,当T>ΔT时,即排队比回城的时间多的ΔT小于T时,即可以选择排队,如回城30分钟,排队1个小时,但是乘客会有很大几率乘车时间为40分钟,则此时应该选择排队;

2 “优先权”的合理配置

因为排队的司机对于乘客的乘车时间估算为T,但是偶尔也会有乘客的目的地较近,导致司机并没有达到期望值,此时回到机场的后,机场为了维持司机的期望平衡,则需要给一些接到短途乘客后又回来的司机一些权力,即为短途优先权。

但是,什么样的距离才算是短途呢?

由概率知识得,选择排队与选择回城的期望分别为:

由图2时间线可以看出,短途司机比普通司机多出了三个时间段,分别是送短途可客的时间T和回机场的时间T以及在此排队的时间Tp1,为了不让其排队期望比回城期望小,那么就需要使其在多出的三段时间内的收入和在市区里行驶T p1+T+T时间获得的收入一样,即:

图2 出租司机选择排队与选择回城的时间线

所以,T没有具体限制,即k=40,i=100。

此时,如果司机A不是短途司机,也可以根据这个公式来计算他的排队时间,

如T=1小时,Tp=2小时,并没有给他带来优惠,但是在具体实践中,为了防止产生潜在问题,建议机场设置短途司机的鉴别标准为送客时间小于。

3 模型的优缺点

3.1 模型优点

(1)题中涉及的变量较少,简化问题的复杂程度。

(2)模型的可操做性强。

(3)模型的利用较多公式使得计算值准确度更高。

(4)模型结合实际,具有坚强的使用价值。

本模型结构相对较好理解,建模方便,计算简单,可操作性强。

3.2 模型缺点

(1)没有深入研究季节、航班对的影响,以及具有短途优先权的司机插队导致的排对时间延长。

(2)没有考虑出租车司机载客收入与载客距离的实际关系(应该是J形曲线增长)。

(3)没有考虑堵车、拼车等重要的因数。

(4)实际中每个乘客上车时间不相同。

(5)实际中每趟航班的出租车需求量不尽相同。

(6)没有考虑因为排队导致的k值变化

4 结语

本文针对机场的出租车问题,在不同情况下,建立了合理的模型,所建模型的特点是变量少,问题的复杂度低,可操作性强,利用公式完成,使模型的计算值准确度高;模型结合实际,具有很强的实际使用价值。另外,模型还具有容易理解,建模方便,计算简单,可操作性强等特点。

但由于模型设计的简单也有些因素需要进一步考虑,例如可以研究研究季节、航班对模型的影响,以及具有短途优先权的司机插队导致的排对时间延长,可以考虑考虑堵车、拼车等因素。这将是本文后续进一步的研究方向。

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