機(jī)場出租車司機(jī)決策與出租車合理配置問題

紀(jì)杰周 穆象成 咸博曉 王正杰

[摘 要]出租車是機(jī)場乘客去往市區(qū)及其周邊的主要交通工具之一。文章通過分析機(jī)場乘客數(shù)量的變化規(guī)律和出租車司機(jī)的收益，建立收益損益模型，利用上海浦東機(jī)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果檢驗(yàn)，給出了出租車司機(jī)的選擇策略以及機(jī)場乘車優(yōu)化方案，對提高機(jī)場出租車的運(yùn)作效率提供了指導(dǎo)。

[關(guān)鍵詞]時(shí)間序列;排隊(duì)論;收益模型;出租車上客模型

1 引言

出租車是機(jī)場乘客去往市區(qū)及其周邊的主要交通工具之一。綜合考慮機(jī)場乘客數(shù)量變化規(guī)律和司機(jī)收益，建立決策模型，給出決策策略。考慮乘客數(shù)量的變化規(guī)律，選擇時(shí)間序列模型，結(jié)合不同時(shí)期客流量的相似性，得出一些時(shí)間段的乘客數(shù)量以及出租車司機(jī)數(shù)量，再利用排隊(duì)論得出出租車司機(jī)在機(jī)場等待時(shí)間。簡化為出租車司機(jī)去市區(qū)或周邊以及返回機(jī)場載客兩種選擇，利用機(jī)場乘客數(shù)量變化規(guī)律制定時(shí)間段，得出出租車司機(jī)選擇策略，使得利益最大化。

將上海浦東機(jī)場的數(shù)據(jù)代入決策模型并判斷其合理性。選取市區(qū)四個(gè)主要的出租車?？奎c(diǎn)，比較各個(gè)時(shí)間段內(nèi)出租車司機(jī)空載去市區(qū)停靠點(diǎn)載客的單位時(shí)間總收入Ei（i=1，2）與在蓄車池載客的單位時(shí)間總收入E1=E1-E3得到出租車司機(jī)的決策方案，使司機(jī)獲得最大收益。

樞紐運(yùn)轉(zhuǎn)主要考慮安全經(jīng)濟(jì)性以及高效性，故考慮這兩個(gè)方案。假設(shè)機(jī)場為雙車道，為保證其高效性，讓乘客僅在兩條車道的其中一條車道的一側(cè)等待出租車，另一條車道作為超車專用道，為保證高效性，故利用排隊(duì)論求解;考慮其安全經(jīng)濟(jì)性，故需合理設(shè)置上車點(diǎn)位置以及上車點(diǎn)數(shù)量。

分析機(jī)場乘客數(shù)量的變化規(guī)律和出租車司機(jī)的收益，給出出租車司機(jī)的選擇策略以及機(jī)場乘車優(yōu)化方案對提高樞紐整體服務(wù)水平以及提高運(yùn)作效率具有重要意義。

基于時(shí)間序列對司機(jī)決策模型的建立：將一天分成五個(gè)時(shí)間段，結(jié)合機(jī)場數(shù)據(jù)，忽略乘客抵達(dá)機(jī)場大廳的時(shí)間以及等待行李的時(shí)間，建立時(shí)間序列模型，得到一天中每個(gè)時(shí)間段候車區(qū)客流量與時(shí)間的變化規(guī)律，依據(jù)文獻(xiàn)中客流量與蓄車池出租車數(shù)量函數(shù)關(guān)系，建立司機(jī)等待時(shí)間與蓄車池內(nèi)出租車數(shù)量模型。引入出租車司機(jī)單位時(shí)間總收入Ei（i=1，2）、載客單位時(shí)間收入E1、空載單位時(shí)間損失E2、等待單位時(shí)間損失E3，出租車司機(jī)排隊(duì)等待載客的單位時(shí)間總收益為E1=E1-E3，出租車司機(jī)放空去市區(qū)載客的單位時(shí)間總收益為E2=E1-E3。最后給出司機(jī)選擇策略：E1>E2時(shí)，出租車司機(jī)選擇排隊(duì)等待載客;E2>E1時(shí)，出租車司機(jī)選擇放空去市區(qū)載客。

2 利用浦東機(jī)場數(shù)據(jù)對決策模型進(jìn)行檢驗(yàn)

首先收集浦東機(jī)場及上海出租車的相關(guān)數(shù)據(jù)判斷其合理性。其次選取市區(qū)四個(gè)主要的出租車?？奎c(diǎn)，通過比較各個(gè)時(shí)間段內(nèi)出租車司機(jī)空載去市區(qū)?？奎c(diǎn)載客的單位時(shí)間總收入與在蓄車池載客的單位時(shí)間總收入給出出租車司機(jī)的決策方案，得到司機(jī)獲得收益的最大值。依據(jù)所建決策模型，給出司機(jī)決策方案（見表1），發(fā)現(xiàn)模型給出的出租車司機(jī)選擇方案與實(shí)際情況貼合度較好，決策方案對客流量的數(shù)量與出租車的計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依賴性較高。

由決策方案可以看出在5：00～9：00這一時(shí)間段，出租車司機(jī)選擇去市區(qū)載客即容易獲得最大收益，在10：00～4：00這一時(shí)間段容易獲得最大收益。

3 機(jī)場出租車資源合理配置及優(yōu)化

不同樞紐內(nèi)的出租車排隊(duì)上客區(qū)設(shè)置類型因其內(nèi)部規(guī)劃與布局的不同而存在差異。利用排隊(duì)論不同服務(wù)規(guī)則、服務(wù)設(shè)施，選取單點(diǎn)式、多點(diǎn)并列式以及多點(diǎn)縱列式三類出租車排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)。

單點(diǎn)式排隊(duì)系統(tǒng)：該服務(wù)系統(tǒng)指一列乘客等候上車的隊(duì)伍對應(yīng)一個(gè)上車點(diǎn)的布局形式。該服務(wù)系統(tǒng)適用M/M/1排隊(duì)模型，該模型在進(jìn)行服務(wù)時(shí)具有很高的安全性，但排隊(duì)中由于對兩條車道的不充分利用，故導(dǎo)致乘車效率過低。

多點(diǎn)并列式排隊(duì)系統(tǒng)，見圖3。乘客按規(guī)律到達(dá)該系統(tǒng)后，排在隊(duì)伍前面的乘客可根據(jù)當(dāng)前上車點(diǎn)的出租車服務(wù)狀態(tài)分散到縱向排列的多個(gè)“服務(wù)臺”接受服務(wù)。此類系統(tǒng)增加了上車服務(wù)點(diǎn)并靈活利用兩條并行車道，合理交錯(cuò)明顯提高系統(tǒng)的服務(wù)效率。但當(dāng)多個(gè)服務(wù)點(diǎn)的出租車同時(shí)駛離各自的上車點(diǎn)時(shí)，車輛之間易產(chǎn)生沖突和干擾，而上車點(diǎn)的數(shù)量多會提高成本，降低系統(tǒng)服務(wù)效率。因此需合理布置上車點(diǎn)數(shù)量、規(guī)定上車點(diǎn)間距。該類排隊(duì)系統(tǒng)對縱向空間長度有較高要求。

多點(diǎn)縱列式排隊(duì)系統(tǒng)，見圖4。乘客結(jié)束排隊(duì)后要跨過出租車道分散到各個(gè)上車點(diǎn)。此類布局形式增加了上車點(diǎn)，一定程度提高了乘客離站的效率，但易導(dǎo)致人車沖突以及客流干擾，并導(dǎo)致靠近乘客等待隊(duì)伍內(nèi)側(cè)出租車上車點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間延長，影響乘客離站效率。此類排隊(duì)系統(tǒng)需設(shè)置多條車道，增加上客點(diǎn)。

多點(diǎn)并列排隊(duì)系統(tǒng)簡化：將該系統(tǒng)簡化為具有一列排隊(duì)隊(duì)伍的并列式多服務(wù)臺的排隊(duì)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的乘客是排隊(duì)系統(tǒng)的顧客輸入端，上車點(diǎn)是系統(tǒng)中的并列式服務(wù)機(jī)構(gòu)，乘客在接受載客服務(wù)后離開即系統(tǒng)輸出過程。假設(shè)乘客在離站高峰時(shí)段內(nèi)，輸入端客源無限，排隊(duì)空間無限。設(shè)ρ=λμ<1，此時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)。根據(jù)排隊(duì)論的相關(guān)理論，對多點(diǎn)并列式出租車排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)建立排隊(duì)模型，其中服務(wù)機(jī)構(gòu)的車輛數(shù)即為服務(wù)臺數(shù)。

系統(tǒng)優(yōu)化：利用排隊(duì)系統(tǒng)費(fèi)用價(jià)值決策模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。假定乘客等待時(shí)間總費(fèi)用為Z1=αLs，風(fēng)險(xiǎn)與建設(shè)成本為z2=βL，α為每個(gè)乘客單位時(shí)間的等待時(shí)間成本，β為單個(gè)服務(wù)臺風(fēng)險(xiǎn)與建設(shè)成本。滿足兩者之和最小才可使系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化。

在滿足安全條件下，選擇在道路內(nèi)側(cè)建設(shè)一定間距數(shù)量的上站點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)排隊(duì)系統(tǒng)的費(fèi)用相對較小。

4 結(jié)論

對于決策模型，在當(dāng)E1>E2時(shí)，出租車司機(jī)會選擇留在蓄車池等待載客。當(dāng)E2>E1時(shí)，出租車司機(jī)會選擇空載去市區(qū)載客。利用浦東機(jī)場數(shù)據(jù)對決策模型進(jìn)行檢驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)模型給出的出租車司機(jī)選擇方案與實(shí)際情況貼合度較好，決策方案對客流量的數(shù)量與出租車的計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依賴性較高。

對于機(jī)場出租車資源合理配置及優(yōu)化問題，為保證資源配置的安全經(jīng)濟(jì)性和高效性，利用排隊(duì)論不同服務(wù)規(guī)則、服務(wù)設(shè)施，選取單點(diǎn)式、多點(diǎn)并列式以及多點(diǎn)縱列式三類出租車排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)，對不同車道規(guī)劃與布局的上車點(diǎn)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，單點(diǎn)式服務(wù)系統(tǒng)具有很高的安全性，但由于車道利用的不充分，乘車效率過低;多點(diǎn)并列式服務(wù)系統(tǒng)在保證安全可靠的前提下靈活利用兩條并行車道，有效縮短了等待時(shí)間，提高了乘車效率;多點(diǎn)縱列式服務(wù)系統(tǒng)雖提高了乘車效率，但不能保證車輛和乘客安全。選擇多點(diǎn)并列式出租車排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)，建立一定數(shù)目上站點(diǎn)，可保證機(jī)場乘車效率最優(yōu)化。

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