關(guān)于機(jī)場出租車載客“優(yōu)先權(quán)”問題的探究

渠宇涵

（蘭州大學(xué)，蘭州 730000）

1 問題分析

在這個模型中，我們要解決兩個問題：一是如何給予優(yōu)先權(quán)，二是多長距離記為短途。

由于鄭州是我國重要的交通樞紐之一，機(jī)場吞吐量大，數(shù)據(jù)具有代表性，因此我們將鄭州作為數(shù)據(jù)選取城市。由鄭州市城管局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前鄭州出租車有10，908輛，我們從機(jī)場出租車秩序管理站獲取了實(shí)時的出租車數(shù)量信息：“截止2019年9月15日14時50分，場內(nèi)待運(yùn)車輛數(shù)為153輛（已滿場）；前半小時進(jìn)場車輛為39輛，離場車輛為26輛”。由此可知，半小時內(nèi)來機(jī)場的出租車的概率大概為0.36%，其概率是非常低的。

我們考慮如下情景：一共有兩輛出租車，車輛A 接了短途乘客，B 接了長途乘客。A 送完乘客后，很小的概率能再接到回機(jī)場的乘客，我們假設(shè)它空載回到機(jī)場繼續(xù)載客。而B 送完旅客后，正處于市中心附近，其再接到去機(jī)場的乘客概率也很小，故我們假設(shè)其將留在市中心尋找乘客。由《鄭州市中心城區(qū)總體城市設(shè)計(jì)》我們了解到，鄭州中心城區(qū)：范圍北至黃河，南至繞城高速公路，東至京港澳高速，西至繞城高速公路，則大致可認(rèn)為中心城區(qū)的范圍為鄭州三環(huán)以內(nèi)，其中心區(qū)域的半徑大約15千米。接著，我們分析兩車的行車軌跡，A車接完一個短途乘客后，應(yīng)再接一個長途乘客，或者很小的概率再接到一個短途乘客。所以A 的路線可能是接一個短途后回到市區(qū)或者接兩個短途后回到市區(qū)，對于接到三個及以上的短途情況，因?yàn)楦怕侍停晕覀兛梢院雎浴６鳥 車的軌跡為接到一個長途乘客后在市區(qū)繼續(xù)拉客。

2 優(yōu)先權(quán)的確立

對于優(yōu)先權(quán)的問題，我們類比操作系統(tǒng)進(jìn)程中的短進(jìn)程優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法和搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法來簡化問題。由于短途乘客較少，即使有多輛短途車，其數(shù)量也不會超過5輛，所以我們忽略了算法中的多級優(yōu)先級，并且忽略短途車優(yōu)先通道內(nèi)多輛車的排隊(duì)等候時間，由此我們認(rèn)為短途車直接進(jìn)入緩沖區(qū)，排入隊(duì)首為最優(yōu)解。故優(yōu)先權(quán)的給予方案如下：在乘出租車的車道邊設(shè)置一個和蓄車池并列的緩沖區(qū)，當(dāng)出租車接了一位短途乘客后，在出機(jī)場泊位區(qū)時會領(lǐng)取一張電子短途證明卡，其記錄了車輛車牌和出發(fā)時間等信息，只要該車在規(guī)定時間內(nèi)返回，即認(rèn)定其為短途車。當(dāng)其返回后，可憑卡進(jìn)行證明，然后不經(jīng)過出租車蓄車池，直接由短途車優(yōu)先通道到達(dá)緩沖區(qū)，此區(qū)的出租車可以優(yōu)先進(jìn)入泊車區(qū)接客。

3 短途運(yùn)營優(yōu)先權(quán)模型構(gòu)建

在模型中，我們假設(shè)凈利潤相差在10元以內(nèi)為兩車收支平衡且出租車的速度為60km/h。

接下來解決短途的度量問題。由問題分析我們可知，不論A、B 兩輛車如何走，它們都有重復(fù)路徑，即都要經(jīng)過從機(jī)場到市區(qū)的路程。而這段路程長度是取決于乘客的，與出租車是否之前乘載過短途乘客無關(guān)，所以我們不比較這段路程出租車的收益多少。綜上所述，我們將比較短途車在往返機(jī)場和短途目的地的收益和相同時間市區(qū)中的出租車收益，從而統(tǒng)計(jì)凈利潤相差在10元的條件下，行車距離會落在哪個范圍內(nèi)。

4 模型求解

通過編寫C++程序?qū)σ陨线^程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器在一定范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生行駛距離，分別計(jì)算A 車和B 車的凈利潤并進(jìn)行比較。

在求解過程中，模擬了一次短途（較普遍的情況）和兩次短途（較少的情況）分別1000次，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對較為接近的利潤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（即頻率）上對它們進(jìn)行處理，選取頻數(shù)較高的區(qū)域范圍作為出租車司機(jī)短途行駛區(qū)域范圍。在計(jì)算機(jī)的模擬中我們得到了兩個結(jié)果，表1表示只進(jìn)行一次短途接客，表2表示進(jìn)行了兩次連續(xù)的短途接客。對其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)，在表1中，有372條模擬記錄兩車的純利潤差值在10之內(nèi)，而且在16千米以內(nèi)的頻次較大，而超過16千米后明顯變小，則可取16千米為半徑。在兩次連續(xù)接客中，我們也對1000條數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)有195條記錄，使得兩車的利潤差值在10之內(nèi)，說明兩次載客對司機(jī)的利潤影響很大，所以表2中我們繼續(xù)統(tǒng)計(jì)了兩次的模擬記錄：兩次的距離統(tǒng)計(jì)中，16千米也是一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，當(dāng)大于16千米時，它們出現(xiàn)的頻次迅速下降。

5 結(jié)果分析

表1

表2

綜上所述，我們以16千米為臨界千米數(shù)，在此距離內(nèi)我們認(rèn)為是短距離。當(dāng)行駛速度為60km/h 時，行駛16千米所需時間為27分鐘，考慮堵車，上下客等因素的影響，我們認(rèn)為行駛時間為30分鐘。

6 結(jié)束語

因此，在研究后給出的最優(yōu)方案為：在當(dāng)今“大數(shù)據(jù)+互聯(lián)網(wǎng)+智能交通”的背景下，借鑒上海浦東機(jī)場的理模式，機(jī)場應(yīng)與出租車公司接軌，建立出租車GPS數(shù)據(jù)的請求和反饋流程。當(dāng)司機(jī)接到短途乘客后，在出機(jī)場泊位區(qū)時領(lǐng)取一張電子短途證明卡。若其營業(yè)里程在16千米內(nèi)，并在30分鐘內(nèi)返回，再次回到機(jī)場時可以在緩沖區(qū)入口刷卡，經(jīng)電子系統(tǒng)和GPS 檢查均符合條件后，直接由緩沖區(qū)進(jìn)入泊位區(qū)，避免進(jìn)入蓄車池排隊(duì)，從而通過增加接客次數(shù)來達(dá)到收支平衡。