버스 대기열을 종료 할 것인지 아니면 확률 이론을 사용하여 대기 할 것인지 선택하는 방법은 무엇입니까?


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나는 지금 얼마 동안 무언가를 생각 해왔고, 확률 이론에 능숙하지 않기 때문에 이것이이 질문을하기에 좋은 장소라고 생각했다. 이것은 대중 교통의 긴 줄에서 나에게 일어난 것입니다.

당신이 버스 정류장에 있고 버스 (또는 여러 버스)가 확실히 (하루 동안) 미래에 올 것이지만 정확한 순간을 알지 못한다고 가정하십시오. 버스가 5 분 안에 도착할 가능성을 상상해보십시오. 5 분 정도 기다리십시오. 그러나 버스는 도착하지 않습니다. 이제 가능성이 상상했던 것보다 작거나 큽니까?

문제는 미래를 예측하기 위해 과거를 사용한다면 버스 도착에 대해 매우 낙관적이지 않을 수 있기 때문입니다. 그러나 실제로 이벤트가 발생할 가능성이 더 높다고 생각할 수도 있습니다. 버스가 아직 도착하지 않았기 때문에 하루에 사용 가능한 시간이 줄어들어 확률이 높습니다.

하루의 마지막 5 분을 생각해보십시오. 당신은 하루 종일 거기에 있었고 버스가 오지 않았습니다. 따라서 과거부터 판단하면 5 분 안에 버스가 도착할 것이라고 예측할 수 없습니다. 그러나 하루가 끝나기 전에 버스가 도착할 것이라고 확신하고 하루가 끝나는 데 5 분 밖에 걸리지 않기 때문에 버스가 5 분 이내에 도착한다는 것을 100 % 확신 할 수 있습니다.

따라서 문제는 확률을 계산하고 대기열에서 제외하려면 어떤 방법을 사용해야합니까? 때로는 버스가 멈 췄고 갑자기 버스가 도착하지만 가끔 기다렸다가 기다렸다가 버스가 오지 않기 때문입니다. 아니면이 전체 질문은 말도 안되며 그것은 단순히 무작위로 무작위입니까?

답변:


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나는 당신이 당신의 자신의 질문에 대답했다고 생각합니다. n 버스가 하루가 끝날 때까지 도착한다고 확신하지만 (h 시간), h 시간 내에 도착할 때 확실하지 않은 경우 n / h와 같은 속도로 포아송 분포를 사용하여 계산할 수 있습니다 예를 들어, 단일 버스가 다음 10 분 안에 도착할 확률이 있습니다. 버스를 기다리면서 h가 줄어들 기 시작하면 속도 n / h가 증가하기 시작하고 10 분 후에 버스가 도착할 확률이 높아집니다. 따라서 매 순간마다 대기열을 종료하는 것이 점점 더 의미가 없습니다 (버스가 도착하면 버스 공간이 있다고 가정).


좋은 답변, 많은 감사합니다. 나는 같은 직관을 가졌지 만 그것이 포아송 분포라는 것을 몰랐습니다.
numberfive

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버스 도착을 실제로 포아송 프로세스로 모델링하는 경우 이는 사실이 아닙니다. 포아송 프로세스는 시간이 지남에 따라 일정한 확률로 버스 도착 이벤트를 모델링하기 때문에 "메모리가 없습니다". 즉, 버스가 도착하지 않은 상태에서 5 분을 기다린 후, 모델은 원래 10 분과 마찬가지로 다음 10 분 내에 버스가 도착할 확률이 동일하게 예측합니다.
leekaiinthesky

leekaiinthesky, 당신은 주어진 속도에 대해, 포아송이 기억이없는 분포라는 것이 맞습니다. 그러나 우리가 하루에 n 개의 버스가 도착할 것이라고 확신하면 속도 자체가 지속적으로 증가합니다.
user3353185

Poisson 분포를 사용하는 특정 가정 하에서도 정확한 대답을 제공하지는 않습니다. 인수는 n 개의 버스가 모두 도착한다는 것을 알고 있기 때문에 비율 증가에 근거합니다. 그러나 포아송 분포에서는 총 이벤트 수가 고정되어 있지 않습니다. 또한 10 분 동안 확률을 계산하려고해도 인수에 따라 요율이 이미 변경됩니다. 이것은 근사치 일뿐입니다. 근사치가 얼마나 좋은지 논의하면 여전히 좋은 대답이 될 것입니다.
Erik

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그것은 당신의 버스가 예정된 일정 에 얼마나 가까운 지에 달려 있습니다.

  1. 일정이 정해져 있으면 매 분마다 버스 도착 시간이 가까워지고 평균적으로 버스 간 간격의 절반을 기다립니다.

  2. 버스가 시간당 특정 평균 속도로 다양한 버스 간 시간에 도착하는 경우 짧은 버스보다 긴 간격으로 버스 정류장에 도착할 가능성이 높습니다. 실제로, 그들이 Poisson 프로세스에 따라 "효과적으로 무작위로"도착한다면, 얼마나 오래 대기하든, 예상되는 잔여 대기 시간은 동일합니다.

  3. 상황이 그보다 나빠지면 (아마도 교통 문제로 인해 "무작위"도착보다 더 붐비는), 기다리지 않는 것이 좋습니다.


좋아, 나는 그것을 소화하려고 노력할 것이다. 감사. 따라서 시간당 평균 속도를 모른다면 기본적으로 아무 것도 말할 수 없습니까?
numberfive

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23 시간을 기다렸 는데도 버스가 아직 오지 않았다면, 항상 1을 더한 분포의 전제 (cdf)를 무시하십시오. 버스는 오지 않을 것입니다. 일반적으로 유럽인은 균일 한 분포를 믿습니다. 일본인이라면 좋은 선택입니다. Poisson의 황홀한 눈으로 기억력없는 과정으로 미국인 대중 교통을 더 많이 바라 볼 수 있고, 그들 자신의 차를 운전하고 있습니다. 일정한 시간은 완고하게 동일합니다. Weibull 배포판이 도움이 될 수 있지만 확실하지는 않습니다.
Antoni Parellada

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다음 은 Weibull과이 주제에 관한 훌륭하고 자유로운 논문입니다.
Antoni Parellada

@Antoni 감사합니다. 내 대답의 항목 2의 포아송과 같은 확률 모델이 실제로이 문제에 작동하지 않는 정도가 있습니다. 버스 도착은 위에서 설명한 방식으로 실제로 임의의 프로세스가 아닙니다. 당신이 그들을 너무 세게 밀면 물론 그들이 이끌어 낼 결론은 의미가 없습니다.
Glen_b-복지 모니카

@AntoniParellada와 Glen_b 많은 답변에 감사드립니다. 나는이 질문 뒤에 많은 것이 있다고 상상하지 못했습니다. 친절하게 작성한 모든 내용을 이해하기 위해 계속 공부하겠습니다. 좋은 하루 보내세요.
numberfive

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좋은 질문입니다!

확률의 관점에서 보면 대기 확실히 확률을 높일 수 있습니다. 가우스 분포와 균일 분포에 대해서도 마찬가지입니다. 그러나 지수 분포에 대해서는 사실이 아닙니다. 지수 분포에 대한 깔끔한 점은 다음 간격에 대한 가능성이 항상 동일하다는 의미에서 "메모리가없는"것입니다.

그러나 더 흥미로운 것은 비용 함수를 생성하는 것입니다. 대체 교통비 (택시, 우버)는 얼마입니까? 늦는 비용은 얼마입니까? 그런 다음 계산서에서 먼지를 제거하고 비용 함수를 최소화 할 수 있습니다.

가우시안 분포에 대한 확률이 항상 증가한다는 것을 확신하기 위해 약간의 MATLAB을 작성했지만 수학적으로 더 순수한 것을 시도 할 것입니다. 나는 분자가 일정하고 (아무것도 없을 때까지) 분모가 항상 아무것도 향해 감소하지 않기 때문에 균일하다고 생각합니다.


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OP의 가정은 "하루가 끝나기 전에 버스가 도착할 것"이라고 가정하여 확률 분포에 몇 가지 흥미로운 제한을가합니다. 나는 실생활에서 그런 확신을 가지기를 바랍니다.
EdM

@MikeP 답변 주셔서 감사합니다. 기본 분포를 알 수없는 경우에도 적용됩니까? 아니면 특정 분포를 가정 할 수 있습니까? 이 경우 시간이 지남에 따라 제 의견을 바꾸고 그러한 분포가 더 이상 유지되지 않고 다른 것을 찾지 않을 수 있습니다. 메모리가없는 배포판은 훌륭하게 들리지만, 내가 알고 싶은 것은 과거를 고려한 배포판이 필요할 수 있습니다.
번호 5

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문제 없습니다 @NormanSimon! 항상 그런 것은 아닙니다. 예를 들어, 트라이 모달 pdf가 있다고 가정하면 3 가우스의 합계 (각 시그마가 3, -8, 0 및 +8을 사용하여)로 빠른 예를 들었습니다.이 경우에 혹, 다음 3 분 동안의 확률은 실제로 약간 떨어졌습니다
MikeP

오, 얘야, 마이크 너무 복잡해! 그러나 나는 계속 공부할 것을 약속드립니다. 어쩌면 초보자 인 동안 너무 고급 질문을하고있을 수도 있습니다. 그러나 많은, 많은 감사 =)
numberfive

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하루 동안 버스가 어느 시점에 도착해야한다는 제한을 철회하면 기다릴수록 더 오래 기다릴 것으로 예상 할 수 있습니다. 이유? 기다릴수록 포아송 비율 매개 변수가 작다는 믿음이 커집니다. 질문 1, 여기를 참조 하십시오 .


천만에요. 그러나 나는 "속도 매개 변수가 크다 " 는 것을 의미했다 . 그에 따라 답변을 편집했습니다.
Creosote
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