杭 州 师 范 大 学

本科生毕业设计（论文）外文文献翻译

基于优先级的出租车优先方案模型的建立排队系统

原文作者Youkang Su 单位 江西师范大学数学与信息科学学院

摘要：随着我国经济不断发展，民用建筑的建设航空工程已成为我国的一个重大课题。再次，缺乏足够的资源研究如何让旅客优先返回机场。根据数据分析三位有代表性的机场旅客乘坐出租车，本文建立了优先方案基于优先级排队系统的模型。最后，通过建立“优先功能”通过对优先级指标进行建模和量化，得到了一个可行的“优先级”安排方案。调查发现，在专业性方面，出租车司机携带长途乘客的情况比较普遍更可能通过留在市区获得更多利润，而出租车司机载客短途返回机场继续载客可能通过对如何给予指导和可行性评价来降低时间成本消耗基于出租车司机优先权的数学模型，可以帮助机场管理部门科学有效地制定优化方案，提高工作效率出租车司机的工作积极性和乘客的出行效率，具有一定的现实意义对机场的科学高效管理具有指导意义。

关键词：排队模型； 优先方案； 时间成本；

1.介绍

中国整体经济的持续发展和居民生活水平的提高消费水平促进了航空运输业的发展。大多数居民选择乘飞机旅行。出租车方便快捷，为分散交通做出了重要贡献机场客流。在中国，大多数机场都把送（离）港和接（到）港分开。出租车送乘客到机场的司机将面临两个选择：（a）前往抵达区并在机场等候线路为旅客返回市区；（b）直接返回市区招揽乘客。机场载客出租车的收入与乘客的里程有关。旅客的目的地是远或近。出租车司机不能选择乘客，也不能拒绝载客乘客，但出租车司机可以来回载客多次。在这个在这种背景下，管理部门需要制定“优先权”规则来弥补损失短途司机收入，尽可能保持机场出租车司机收入的平衡。目前，对优先方案的研究主要集中在出租车的等待时间和具体的服务时间上好处。这些方案大多以经验判断，缺乏系统的研究数学模型和数据。本文在现有机场客运出租车出行的基础上数据，进一步通过优先级排队系统建立优先级方案模型，从理论上分析科学合理的优先权规则，使优化方案更具现实意义。

2.文献综述

2.1. 行业概况

当司机选择前往到达区域时，排队等候乘客返回市区。出租车必须在指定的“储物池”排队，并按照“先到先到”的顺序为乘客排队。等候时间取决于出租车和排队乘客的数量，它需要付出一定的时间成本。当司机选择直接清空并返回城市时吸引乘客。出租车司机将支付空载费用，并可能失去潜在的乘客收入。一定时期内到达的航班数量和“车池”内的车辆数量是驾驶员可以观察到的某些信息。通常情况下，司机的决策与他的工作有关个人经验判断，如到达航班的数量和可能的航班数量某一季节、某一时段的旅客。

2.2. 决策影响因素

把乘客送到机场的出租车司机的根本目的是做出如下选择：能够产生最大的经济效益。然后，进行战略方案的选择转化为能产生较大经济效益的方案选择。相关的出租车司机决策因素是影响出租车司机经济效益的相关因素两个决定。对于司机选择排队等候乘客的决策，司机会得到好处但增加了时间成本。这种时间成本反映在利益的损失上返回市区吸引旅客所产生的排队时间。供司机选择空车回市区吸引乘客，也会产生一定的效益和成本。所产生的收入是为赚取城市招揽利益而节省的时间，而成本则是燃料空车回市区应承担的费用。

2.3. 模型概述

在保证乘客和出租车安全的前提下，也要考虑安全问题客运效率的设计方法。一方面，“登机点”越多，载客效率越高，风险也随之增加。上另一方面，每条车道上停车位过多会影响系统的交通效率。由于旅客登机时间的不确定，旅客携带大件行李将大大增加旅客的登机时间登机时间。这时，后面的车不能离开，造成停车位的浪费。到期对候车旅客和其他旅客的频繁发生，旅客的到来而且出租车是随机的，不可能确定哪个是“客户”，哪个是“服务”因此经典排队论不能直接使用。通过结合2017年三个有代表性的机场旅客出行数据年第一季度，本文首先根据出租车的特点将出租车分为短距离和长距离然后计算出短途客运量和长途客运量的期望值载客收入通过使用出租车实际票价，从而获得两者之间的收入差额短途载客出租车和长途载客出租车，我们优先考虑返回短途出租车。在优先级排队系统的基础上，建立了优先级方案并用数据说明了模型的可行性。最后，本文试图扩展并创新模型，通过建立“优先功能”模型，确定优先指标量化，得到一个可行的“优先级”安排方案。

研究假设

3.1. 出租车管理规定

执行物价部门制定的收费标准，使用政府监管的专用票据税务部门，不得增加收费项目、变更收费标准或使用其他收费方式擅自办理收费凭证，不得拒绝或超载旅客：

H1：载客返回市区的出租车平均数量为一人，而人满了，他们离开机场。

H2：乘客和出租车都是单独到达，满足泊松分布。

3.2. 经营范围

所有从机场出发的出租车都到市区的指定地点。这个指定点是统称为市区。

H3：机场和市区之间的旅行距离保持不变。

3.3. 营业成本

空车的耗油量相当于有人驾驶的出租车从机场到市区的耗油量区域。

H4：出租车的时间成本与车辆数量无关。

4.理论模型

4.1. 优先排队系统

优先级排队模型是单服务器排队模型的扩展和延伸，包括抢占优先级和非抢占优先级的M/M/n/M排队模型，适用于解决不同客户分类级别的排队问题，并能有效地反映服务系统中各个优先级的异同。非抢占优先M/M/n/M排队系统的模型假设[2]：

1. 排队系统中有两种出租车。第一种出租车具有非抢占优先权和高优先权，而第二种出租车只有低优先权。当一辆高优先级出租车到达储物池，在登机点有一辆车载客时，他无权强行占用登机点，下次只能优先乘坐低级别出租车进入登机点载客。

（2） 两个优先级的到达间隔服从带参数的泊松分布，是两种出租车的平均到达率。

（3） 两类出租车在乘客登机点的乘客时间（服务时间）服从指数分布。是这两种服务的平均服务率出租车，平均服务时间可推断为。

1. 每班的士所需服务时间为 , 有n个登机点（服务台）。

(1)

(2)

1. 假设出租车到达排队系统后加入排队的概率为 , k是“汽车池”中的汽车数量( ). 单位时间内排队的头等出租车数量，以及 单位时间内排队的二等出租车数量。

(3)

1. 到达排队系统的两类出租车的平均值是相互独立的。因此，在任何时候到达该类型排队系统的概率和加入队列的概率为此，因此，系统中任何出租车的平均服务时间为：

(4)

是排队系统的总服务量。

4.2. 模型的建立

假设短距离乘客的出租车具有非优先优先权和高优先权（第一类），而长距离乘客的出租车具有低优先权（第二类）。此外，两种出租车的到达规律服从泊松分布，而出租车的时间服从泊松分布，在登机点载客服从指数分布。因此，国家整个排队系统的效率可以用以下数学公式来反映。

排队系统平均等待队列长度：

(5)

登机点（服务台）数量：

(6)

整个排队系统的平均队列长度： (7)

内部： (8)

一类的士平均等候时间：

(9)

二类出租车平均等候时间：

(10)

5实证分析

5.1. 数据收集

根据2017年一季度三位有代表性的机场旅客乘坐出租车出行分析数据[3]，划分出短途和长途出租车的类型，并根据实际出租车票价得出短途和长途出租车的平均收入差异。

5.1.1. 首都国际机场。根据2017年第一季度首都国际机场乘坐出租车旅客出行分析数据，绘制数据柱状图。

图1。首都国际机场旅客出行分析数据柱状图。结合机场出行分析柱状图，旅客到机场中心距离约25km，近机场10km范围内有多个目的地。

5.1.2. 上海虹桥机场。根据上海虹桥机场2017年一季度旅客乘坐出租车出行分析数据，绘制了数据柱状图。

图2。上海虹桥机场旅客出行分析数据柱状图。结合机场出行分析柱状图，里程分布相对平均，旅客到机场的中心距离约为15公里。

5.1.3. 杭州萧山机场。根据杭州萧山机场2017年一季度旅客乘坐出租车出行分析数据，绘制数据柱状图。

图3。杭州萧山机场旅客出行分析数据柱状图。结合机场出行分析柱状图，机场周边客流分流较少。与其他机场相比，主要去往距杭州萧山机场30公里左右的城区。

5.2. 数据处理

根据实际情况，我们收取出租车计价标准：3公里以内，基本单价为每公里2.3元；15公里以上部分，按基本单价的50%收取（每公里3.95元）然后利用四个机场的数据得到出租车收入的总期望值计算出短途出租车收入的期望值。通过计算，我们可以看到短途出租车的收入与所有出租车的收入之间的差距，因此我们对一些再次返程的短途出租车给予一定的“优先权”。

5.3. 分析模型的可行性

引用收集的数据并重新处理

根据上海市人民政府2017年8月8日发布的一条重要消息，“浦东机场用大数据解决多年来机场打车难的问题。排队时间缩短到20分钟”。指出当枢纽出租车智能管理系统取代长、短途出租车人工检测时，乘客几乎可以实现“随行”。因此，基于优先级排队系统的模型是可行的和实用的。

6讨论

6.1. 机场出租车管理建议

在实施“优先”安排方案的过程中，特别是在航班到达高峰期，应在旅客的储物池和登机点之间预留足够的空间。排队优先等级较低的出租车临时接受时，应及时安排等候区，避免造成储车池拥堵，影响车辆和乘客安全。比如火车站自愿在出租车站前实施长途分流，这样可以避免站后的纠纷和影响。

在实施“优先”安排时，要加强管理和处罚，确保出租车之间的公平竞争，确保整个机场的安全稳定。如上海浦东机场与各大出租车公司合作，充分利用全市出租车安装GPS定位系统的契机，开发了一套枢纽出租车智能管理系统，彻底解决了人工短距离车辆难以识别的问题，方便了整个机场的出租车管理[4]。

对于在机场没有接待乘客的出租车，与其他短途和长途客运出租车，最后一次机场接送收入为0，优先级较高。

6.2. 对出租车司机的建议

对于有长途旅客的出租车司机：如果此时返回机场接送旅客，很难找到目的地是机场的旅客。他们可能会花费不必要的空车油耗，到达机场后的优先级别较低。无论是不是航班到达的高峰期，都可能会消耗太多的时间成本。因此，留在市区载客，更有可能获得更多实惠。

对于短距离载客的出租车司机：此时离机场不远，返程后的优先等级处于中上阶段，载客方便。因此，建议返回机场继续载客，航班到达高峰

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Establishment of taxi priority scheme model based on priority queuing system

Youkang Su

School of Mathematics and Information Science, Jiangxi Normal University, Jiangxi 330022, China

Corresponding author and email: Youkang Su, 517535086@qq.com

Abstract. With the continuous development of Chinas economy, the construction of civil aviation engineering has become a major topic in China. Once again, there is a great lack of research on how to give passengers priority to return to the airport. Based on the analysis data of three representative airport passengers taking taxis, this paper establishes the priority scheme model based on the priority queuing system. Finally, by establishing the 'priority function' model and quantifing the priority index, a feasible 'priority' arrangement scheme is obtained. It is found that the professionalism, taxi drivers who have carried long-distance passengers are more likely to gain more profits by staying in the urban area, and the taxi drivers who have carried passengers for a short distance back to the airport to continue carrying passengers may reduce the time cost consumption Through the guidance and feasibility evaluation of how to give priority to taxi drivers based on the mathematical model, it can help the airport management department to formulate the optimization scheme scientifically and effectively, improve the working enthusiasm of taxi drivers and the travel efficiency of passengers, which has certain guiding significance for the scientific and efficient management of the airport.

1. Introduction

The continuous development of Chinas overall economy and the improvement of residents consumption level have stimulated the development of air transport industry. Most residents choose to travel by air. Taxi is convenient and fast, which makes an important contribution to the dispersion of airport passenger flow.

Most airports in China separate the way of seeing off (departure) from receiving (arriving). Taxi drivers who see off passengers to the airport will face two choices: (a) go to the arrival area and wait in line for passengers to return to the urban area; and (b) directly return to the urban area to solicit passengers. The income of taxi carrying passengers in the airport is related to the mileage of passengers. The destination of passengers is far or near. Taxi drivers cannot choose passengers and refuse to carry passengers, but taxi drivers are allowed to go back and forth to carry passengers for many times. In this context, the management department needs to formulate 'priority' rules to make up for the loss of income of short distance drivers, so as to keep the income of airport taxi drivers as balanced as possible.

At present, the research on priority schemes mainly focuses on the taxi waiting time and the specific benefits. Most of these schemes are judged by experience, and lack of systematic research on mathematical models and data. In this paper, on the basis of the existing airport passenger taxi travel

data, further through the priority queuing system to establish the priority scheme model, from the theory of scientific and reasonable 'priority' rules, making the optimization scheme more practical significance.

2. Literature review

2.1. Industry overview

When the driver chooses to go to the arrival area, line up and wait for passengers to return to the city. Taxis must queue up at the designated 'storage pool' and queue up for passengers according to the 'first come, then come' line. The waiting time depends on the number of taxis and passengers in the queue, and it needs to pay a certain time cost. When the driver chooses to empty directly and return to the city to attract passengers. Taxi drivers will pay no-load charges and may lose potential passenger revenue.

The number of flights arriving in a certain period of time and the number of vehicles in the 'car pool' are certain information that drivers can observe. Usually, the drivers decision-making is related to his personal experience judgment, such as the number of arriving flights and the number of possible passengers in a certain season and a certain period of time

2.2. Influencing factors of decision making

The fundamental purpose of taxi drivers who send passengers to the airport is to make the choice that can produce the maximum economic benefits. Then, the selection of strategic scheme can be transformed into the selection of scheme that can produce greater economic benefits. The relevant factors of taxi drivers decision-making are the relevant factors of economic benefits generated by the two decisions.

For the decision-making of drivers choosing to queue up for passengers, drivers will get the benefits of carrying passengers, but increase the cost of time. This time cost is reflected in the loss of the benefits of returning to the urban area to attract passengers generated by queuing time. For the driver to choose empty car back to the urban area to attract passengers, it will also produce certain benefits and costs. The income generated is the time saved to earn the benefit of urban soliciting, and the cost is the fuel fee that should be borne by the empty car back to the urban area.

2.3. Model overview

On the premise of ensuring the safety of passengers and taxis, it is also necessary to consider the passenger carrying efficiency of the design method. On the one hand, the more 'boarding points' are, the higher the passenger carrying efficiency is, but at the same time, the risk is also increased. On the other hand, too many parking spaces in each lane will affect the traffic efficiency of the system. Due to the uncertain boarding time of passengers, passengers with large luggage will greatly increase t

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