基于排隊論的機場蓄車池優(yōu)化方案的應用研究

朱雯婧 徐碩嶸 徐婭嵐

摘 ?要：經濟繁榮人民安康，新時代人民觀念的轉變，促使航空業(yè)的快速發(fā)展，給出租車行業(yè)帶來了更多機會，但機場陸側交通也面臨著挑戰(zhàn)，出租車蓄車池的管理需要加強。文章建立M/M/C排隊系統(tǒng)模型，重點研究上海浦東機場出租車蓄車池上車點設置以及乘客乘車效率的優(yōu)化方案。

關鍵詞：出租車;M/M/C排隊系統(tǒng)模型;蓄車池;上車點

中圖分類號：TM912 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）25-0138-02

Abstract： Economic prosperity， people's well-being， and the change of people's concepts in the new era have promoted the rapid development of the aviation industry and brought more opportunities to the taxi industry， but the airport land-side traffic is also facing challenges， and the management of taxi storage pool needs to be strengthened. This paper establishes the M/M/C queuing system model， and focuses on the optimization scheme of the boarding point setting of the taxi storage pool and the passenger riding efficiency in Shanghai Pudong Airport.

Keywords： taxi; M/M/C queuing system model; storage pool; boarding point

1 概述

機場“乘車區(qū)”司機排隊載客和乘客排隊乘車的現(xiàn)象十分常見，而合理的安排上車點既可以提高乘客上車的效率，也可以加快“乘車區(qū)”的出租車通行速度，乘客排隊乘車是一種常見的排隊現(xiàn)象，而排隊論可以有效地解決排隊問題、優(yōu)化排隊模型，但在運用排隊論的同時還需考慮車輛和乘客的安全并保持乘車效率與設置乘車點資源和成本之間的平衡。

排隊論[1]是研究系統(tǒng)隨機聚散現(xiàn)象和隨機服務系統(tǒng)工作過程的數學理論和方法，在機場、火車站乘車區(qū)或售票區(qū)中，常見的排隊論系統(tǒng)有“單隊列”排隊系統(tǒng)和“多隊列”排隊系統(tǒng)，即并聯(lián)M/M/1和M/M/C模型。

2 模型的求解

本模型中乘車區(qū)為兩條并行車道，并設置12個泊車位排列成兩排，出租車從蓄車場出口駛入乘車區(qū)搭載乘客后駛出。我們將把出租車乘客看作顧客，將出租車看作服務臺。單位時間內顧客平均到達率即指一小時內出租車乘客到達乘車區(qū)的人數，服務臺個數即指出租車個數，單位時間內顧客平均服務率即指一個小時內搭乘出租車出發(fā)的乘客人數。

2.1 數據的搜集與處理

以上海浦東機場為例，搜集2018年浦東機場吞吐人數[2]、平均每輛出租車搭載乘客人數[3]、機場乘坐出租車的乘客占總進港人數的比例[4]和機場出租車服務時間匯總[5]，由于車輛發(fā)車順序為依次發(fā)車，所以每一個排隊系統(tǒng)的單位時間內的平均服務率會有所不同，通過excel軟件計算出平均單位時間內出租車乘客到達乘車區(qū)的人數（平均到達率）和平均單位時間內搭乘出租車出發(fā)的乘客人數（平均服務率），得出如表1所示數據。

2.2 設置2個上車點

由于機場出租車乘客數量較多，為將乘客的聚集性降低，提高乘客上車效率，顯而易見，設置1個上車點時乘客的等待時間比較長，因此，我們從設置2個上車點開始研究。當設置2個上車點時，如圖1所示，其中數字1-12代表12輛出租車的泊車位，為將乘車區(qū)內的所有出租車平均分配到每一個上車點，我們將雙號出租車與單號出租車分開，各對應一個上車點。

雙號出租車與一個上車點可以看作是一個M/M/C排隊系統(tǒng)，單號出租車與另一個上車點可以看作是一個M/M/C排隊系統(tǒng)，由于兩個上車點單位時間內平均到達率基本一致，每輛出租車單位時間內平均服務率也基本一致，我們可以只研究單號出租車的M/M/C排隊系統(tǒng)。此時的平均到達率縮減了一半，平均服務率不變，在matlab軟件中輸入的參數：平均一分鐘內出租車乘客到達上車點的人數12人，平均一分鐘內搭乘出租車出發(fā)的乘客人數3人，運行出一個M/M/C排隊系統(tǒng)的二維階梯圖，如圖2所示。

由于兩條并行車道中的車輛運行互不影響，另一個M/M/C排隊系統(tǒng)同上面運行結果相同，如圖2所示，當設置2個上車點時乘客的平均逗留時間約為30分鐘。

2.3 設置3個上車點

為進一步提高乘客乘車效率，可以增設一個上車點，具體情況如圖3所示，在此情況下，我們將12輛出租車分成三組分配給每一個上車點，即一個上車點對應4輛出租車。

每個上車點與其對應的車輛可以看作是一個M/M/C排隊系統(tǒng)，此模型中有3個M/M/C排隊系統(tǒng)，但由于車輛發(fā)車順序為依次發(fā)車，所以每一個排隊系統(tǒng)的單位時間內的平均服務率會有所不同，將原始數據中的平均到達率分配到三個上車點，平均服務率不變，運行參數為：平均一分鐘內出租車乘客到達上車點的人數8人，平均一分鐘內搭乘出租車出發(fā)的乘客人數3人。

運用matlab軟件運行出一個M/M/C排隊系統(tǒng)的二維階梯圖，如圖4所示。由于每一個M/M/C排隊系統(tǒng)都同上述運行結果相同，觀察圖4可知，當設置2個上車點時乘客的平均逗留時間約為20分鐘。

2.4 對比

我們將圖2與圖4進行對比會發(fā)現(xiàn)設置3個上車點時，乘客的逗留時間縮短了大約10分鐘，進一步提高了機場出租車乘車的效率。

3 結束語

本文中乘車區(qū)的單排泊車位只有6個，當設置3個上車點時，乘客的上車效率已經很高，如再增加上車點，乘客上車效率會再次提高，但盲目增加上車點來提高效率會造成一定的資源浪費，同時也不便于機場管理部門的管理。在實際生活中，當上車點達到一定多的數量時，乘客上車的秩序反而會大幅度下降，如加強管理，會增加大量的設備成本和人工成本。

因此，當出租車乘車區(qū)為并行雙車道且泊車位為12個時，設置3個上車點較好，而3個上車點的位置在道路兩側均勻分布即可。同時，機場也應該分派蓄車池疏導人員，引導乘客排隊有序乘車，安排到達機場出租車按順序進入蓄車池，從而整體改善乘車環(huán)境。

參考文獻：

[1]孫健.基于排隊論的航空樞紐陸側旅客服務資源建模與仿真[D].北京：中國礦業(yè)大學，2017.

[2]上海兩場2018年旅客吞吐量突破1.17億人次[EB/OL].2019.01.01.http：//news.carnoc.com/list/475/475567.html.

[3]浦東機場到達客流有多少人打的，平時15%，夜間45%[EB/OL].2017.08.09.https：//bbs.feeyo.com/thread-5931815-1-1.html.

[4]顏超.上海市樞紐機場陸側公共交通管理研究——以浦東國際機場為例[D].上海：華東師范大學，2015.

[5]孫健.基于排隊論的單車道出租車上客系統(tǒng)建模與仿真[J].系統(tǒng)仿真學報，2017，29（5）：996-1004.