確率理論を使用してバスキューを終了するか、そこに留まるかを選択する方法は?


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しばらく考えていたのですが、確率論があまり上手ではないので、この質問をするのにいい場所だと思いました。これは、公共交通機関の長い行列の中で私に思いついたものです。

あなたがバス停にいて、バス(または複数のバス)が確かに将来(日中)来ると知っているが、正確な瞬間がわからないとします。バスが5分以内に到着する確率を想像してみてください。だからあなたは5分待ちます。しかし、バスは到着しません。現在の確率は、想像した元の確率よりも低いですか、それとも高いですか?

問題は、過去を使用して未来を予測している場合、バスの到着についてあまり楽観的ではないからです。しかし、多分あなたはそれが実際にイベントをより起こりやすくすることを考えることもできます:バスがまだ到着していないので、1日の利用可能な時間が少なくなり、したがって確率が高くなります。

その日の最後の5分間を考えてみてください。あなたは一日中そこに行っていて、バスは来ていません。したがって、過去からだけでは、バスが今後5分以内に到着すると予測することはできません。しかし、バスは1日の終わりまでに到着し、1日の終わりは5分しかないため、5分以内にバスが到着することを100%確信できます。

したがって、問題は、確率を計算してキューからドロップする場合、どの方法を使用する必要があるかです。途中でやめて急にバスが来る時もあるけど、待って待って待ってバスが来ない時があるから。それとも、この質問全体がナンセンスであり、それが単にひどくランダムなのでしょうか?

回答:


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あなた自身の質問に答えたと思います。n個のバスが1日の終わりまでに到着すると確信しているが(h時間離れている)、これらのh時間に到着するタイミングがわからない場合は、n / hに等しいレートのポアソン分布を使用して計算できます。たとえば、次の10分間に単一のバスが到着する確率。バスを待ってhが減少し始めると、速度n / hが増加し始め、バスが次の10分間に到着する可能性が増加します。したがって、通過するすべての瞬間で、キューを終了することはますます意味がなくなります(バスが到着したときにバスにスペースがあると仮定します)。


いい答え、ありがとう。私は同じ直感を持っていましたが、それがポアソン分布と呼ばれていることを知りませんでした。
numberfive、2015

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バスの到着をポアソンプロセスとして真にモデル化する場合、これは正確には当てはまりません。ポアソンプロセスは、いつでもバスが到着するイベントを、一定の確率でモデル化するため、「メモリレス」です。つまり、バスが到着せずに5分間待機した後、モデルは、次の10分間にバスが到着する確率を、元の10分と同じように予測します。
leekaiinthesky 2015

leekaiinthesky、あなたは正しいです、与えられたレートに対して、poissonは記憶のない分布です。ただし、当日中にn台のバスが到着すると確信している場合、料金自体は継続的に増加します。
user3353185

ポアソン分布を使用したこれらの特定の仮定の下でも、正しい答えは得られません。合計n個のバスが到着することがわかっているため、引数の増加率に基づいていますが、ポアソン分布では、イベントの総数は固定されていません。また、確率を計算したい10分間であっても、引数に応じてレートはすでに変化しています。これはあくまでも概算です-概算がいかに優れているかを議論する場合、これは良い答えです。
Erik

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それはあなたのバスが来る予定にどれだけ近いかに依存します。

  1. それらが定期的なスケジュールである場合、待機する1分ごとにバスの到着に1分近くなり、平均してバス間間隔の半分を待機します。

  2. バスがさまざまなバス間時間に、1時間あたりの特定の平均速度で到着する場合、バス停には短い間隔よりも長い間隔で到着する可能性が高くなります。実際、それらが「ポアソンプロセスに従って」「ランダムに効果的に」到着した場合、どれだけ待つかは関係ありませんが、予想される残りの待機は同じです。

  3. 物事がそれよりも悪化した場合(おそらく「トラフィック」の問題が原因で、「ランダム」な到着よりもはるかに大きな/より大きな)場合は、待機しない方がよいでしょう。


わかりました、それを消化してみます。ありがとう。1時間あたりの平均レートがわからない場合、基本的に何もわかりません。
numberfive 2015

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23時間待ってもバスが来ない場合は、ディストリビューション(cdf)が常に1になるという前提を無視してください。バスが来ないだけです。一般的に、ヨーロッパ人は均一な分布を信じています。アメリカ人にとって、公共交通機関はポアソンの黄昏の目、記憶のないプロセスでさらに注目されており、彼らは自分の車を運転しています...考えてみてください...特定の時間は頑固に同じままです。ワイブル分布が役立つと聞きましたが、わかりません。
Antoni Parellada 2015

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ここに、ワイブルとこのトピックに関する素晴らしい無料の論文があります。
Antoni Parellada、2015

@Antoniありがとう。確率モデル(私の回答の項目2のポアソンのような)がこの問題に対して実際に機能しない範囲があります。バスの到着は、上記のようなランダムなプロセスではありません。あなたがそれらを十分に強く押すならば、もちろん、彼らが導くであろう結論は意味をなさないでしょう。
Glen_b-2015

@AntoniParelladaとGlen_bの回答ありがとうございます。この質問の背後にそれほど多くのことがあるとは想像もしていませんでした。私はあなたが親切に書いたすべてを理解するために勉強を続けます。良い一日を。
numberfive

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すばらしい質問です!

確率の観点からは、待機することで確実にオッズが上がる可能性があります。これはガウス分布と均一分布に当てはまります。ただし、指数分布には当てはまりません。指数分布がその意味で「メモリレス」であることについてのきちんとしたことは、おそらく次の間隔については常に同じであるためです。

しかし、もっと興味深いことは、コスト関数を生成することかもしれません。代替交通機関(タクシー、ueber)の費用はいくらですか?遅れるのにどのくらいの費用がかかりますか?次に、計算ブックをほこりから払い、コスト関数を最小化できます。

ガウス分布では常に確率が高くなることを納得させるために、少しMatlabを作成しましたが、より数学的に純粋なものを考え出そうと思います。分子は一定で(何もないまで)一定であり、分母は常にゼロに向かって減少しているので、一律の場合は明白だと思います。


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OPの前提は、「バスは1日の終わりまでに確実に到着する」ということです。これにより、確率分布にいくつかの興味深い制限が課されます。実生活でそんな確信が持てればいいのに。
EdM、2015

@MikePご回答ありがとうございます。基になるディストリビューションが不明な場合でも、それは当てはまりますか?それとも特定の分布を想定できますか?その場合、時間が経つにつれ、私の意見を変えて、そのような分布はもう成り立たなくなり、別の分布を探すことができると言えるかもしれません。無記憶のディストリビューションはいいように聞こえますが、おそらく私が知りたいことは、過去を考慮したディストリビューションが必要です。
numberfive 2015

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問題ありません@NormanSimon!常にではない。たとえば、トライモーダルpdfがあるとすると、3つのガウスの合計(それぞれsigmaが3で、平均値は-8、0、+ 8です)で簡単な例を示しました。この場合、こぶ、実際には次の3分間のストレッチのオッズはわずかに下がりました
MikeP 2015

ああ、マイク、それはとても複雑に聞こえます!しかし、私は勉強を続けると約束します。まだ初心者である間、私はあまりにも高度な質問をしているでしょう。しかし、多くの多くの感謝=)
numberfive 2015

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バスが日中のどこかに到着しなければならないという制限を解除すると、待機時間が長くなるほど、待機する時間が長くなると予想される可能性があります。理由?待つ時間が長いほど、ポアソンレートパラメーターが小さいという確信が高まります。こちらの質問1をご覧ください


どういたしまして。しかし、「レートパラメータは大きい」という意味で、小さくはありません...!私はそれに応じて私の答えを編集しました。
Creosote
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