如何使用概率论选择是退出公交车队列还是留在那里?

机器算法验证 可能性
2022-03-21 09:42:16

一段时间以来,我一直在想一些事情,由于我对概率论不是很精通,所以我认为这可能是问这个问题的好地方。这是我在公共交通排长队时遇到的事情。

假设您在公交车站,并且您知道将来(白天)肯定会有一辆(或几辆)公交车来,但您不知道确切的时间。你想象一下公共汽车将在五分钟内到达的概率。所以你等五分钟。但是公共汽车没有到。现在的概率是小于还是大于您最初想象的概率?

问题是,如果你用过去来预测未来,也许你对公交车的到来不会很乐观。但也许你也可以认为它实际上使事件更有可能发生:由于公共汽车尚未到达,当天可用的分钟数较少,因此概率更高。

想想一天中的最后五分钟。你整天都在那儿,没有公共汽车来。因此,仅从过去来看,您无法预测公共汽车会在接下来的五分钟内到达。但是由于您确定巴士会在一天结束前到达,而一天结束的时间只有五分钟,您可以 100% 确定巴士会在五分钟内到达。

所以,问题是,如果我要计算概率并退出队列,我应该使用哪种方法?这是因为有时我辞职了,突然公共汽车来了,但有时我等了又等了,但公共汽车没有来。或者,也许这整个问题都是无稽之谈,而且是非常随机的?

4个回答

这取决于您的巴士到达时间有多近。

  1. 如果他们实际上是按照固定时间表进行的,那么您每等待一分钟就离公交车到达更近一分钟,平均而言,您等待的时间是公交车间隔的一半。

  2. 如果公交车在不同的公交车间时间到达,以每小时一定的平均速度到达公交车站,您更有可能在较长的间隙而不是较短的间隙中到达公交车站。实际上,如果它们“有效地随机”到达(根据泊松过程),那么无论您等待多长时间,您预期的剩余等待时间都是相同的。

  3. 如果事情变得比这更糟(比“随机”到达的更频繁/更剧烈,可能是因为交通问题),那么你最好不要等待。

我想你回答了你自己的问题。假设您确定 n 辆公共汽车将在一天结束时到达(距离 h 小时),但不确定在这 h 小时内它们何时到达,您可以使用速率等于 n/h 的泊松分布并计算比如说,在接下来的十分钟内一辆公共汽车到达的概率。当您等待公共汽车并且 h 开始减少时,速率 n/h 开始增加,并且公共汽车将在接下来的十分钟内到达的机会增加。因此,随着时间的流逝,您退出队列的意义越来越小(假设公共汽车到达时将为您提供空间)。

好问题!

从概率的角度来看,等待肯定会使几率上升。高斯分布和均匀分布也是如此。然而,对于指数分布来说,情况并非如此——指数分布在这个意义上是“无记忆”的,因为下一个区间的可能总是相同的。

但是,我认为更有趣的事情可能是生成一些成本函数。替代交通工具(出租车、优步)的费用是多少?迟到的代价是什么?然后你可以清理计算书并最小化成本函数。

为了让自己相信高斯分布的可能性总是增加,我写了一些 matlab,但我会尝试提出一些更纯数学的东西。我认为对于统一来说,这是很明显的,因为分子是恒定的(直到没有),而分母总是逐渐减少。

如果您取消公共汽车必须在白天某个时间点到达的限制,那么可以说您等待的时间越长,您预计还要等待的时间就越长。原因?您等待的时间越长,您就越相信泊松率参数很小。请参阅问题 1,此处