找車位太難了!數(shù)學(xué)能為我們制定最佳策略嗎?
文章來源:原理
數(shù)學(xué)可以揭示恒星的運(yùn)行規(guī)律,自然的變換節(jié)奏,它也能揭示日常生活中一些更平凡的決策。 數(shù)學(xué)讓我們做出明智的決定,讓我們帶著一些數(shù)學(xué)上的洞察力去接觸這個復(fù)雜的世界。
你或許也有過這樣的經(jīng)歷:當(dāng)你要開車去某個熱鬧的地方時,在它的附近往往很難找到停車位,因此你盤算著應(yīng)該把車停在哪里。 或許可以把車停在離目的地較遠(yuǎn)的地方,那里的車位可能比較充裕,然后步行很長一段路?又或者可以樂觀一點(diǎn),把車開到離目的地很近的地方,只停在目的地附近?如果你傾向于采用后面這種策略,那么你很可能根本無法在附近找到車位 ,神仙道魔木鼎哪里多于是你不得不折回到一個更遠(yuǎn)的地方尋找車位,神仙道魔木鼎哪里多這樣一來可能會浪費(fèi)更多的時間。
其實(shí),這是一個經(jīng)典的優(yōu)化問題,這個問題常出現(xiàn)在許多交通工程文獻(xiàn)中。這類研究需要將許多實(shí)際因素納入考量,例如停車成本,停車限制,城市規(guī)劃的影響等等。這些都不能在基于極簡主義的物理模型中得到解釋。在新的論文中,物理學(xué)家 Paul Krapivsky 和 Sidney Redner 基于一些假設(shè),探討了在一個理想化的一維停車場中,怎樣的停車策略會是最好的。研究結(jié)果被發(fā)表在了最近的《統(tǒng)計力學(xué)》雜志上。
在新的研究中,他們的目標(biāo)是找出在停車場尋找車位時,能夠最大限度減少在停車場逗留的時間的停車策略。 在模型中,停車場被假設(shè)成一條以左邊目的地為端點(diǎn)可向右無限延伸的射線,汽車以恒定的頻率從右邊進(jìn)入這個一維停車場。 因此越靠近目的地的車位越是理想。

為了減少在停車場四處移動尋找車位和下車步行走很遠(yuǎn)的地方才能到達(dá)目的地的時間,一個高效的司機(jī)必須要對是將車停在最近距離的空置車位,還是迅速把車停到更遠(yuǎn)的地方,還是在這兩者之間找個地方將就一下作出決策。
在新的論文中,Krapivsky和Redner探討了三種簡單的停車策略:
1。 溫順策略 :把車停在最右邊那輛車的后面。
2。 謹(jǐn)慎策略 :找到第一個車與車之間的空隙,并停在這個空隙的左端。如果一直沒有空位,則一直開到目的地再折回,最后停在最右邊的車后面。
3。 樂觀策略 :直接開到最左端,然后折回到最近的一個空置車位。如果沒有空置車位,就一直放到最右邊的車后面。

第一種策略不會浪費(fèi)任何時間來尋找車位,但這種策略是非常低效的,它容易造成許多目的地附近的車位無人問津。
“謹(jǐn)慎”的司機(jī)則是一種折中的策略,他們徑直開過最右邊的空置車位,將希望押注在后面至少還有一個空車位上,當(dāng)他們在車與車之間發(fā)現(xiàn)了空置的車位時,就會立即采取行動, 如果一直沒有空位,那么謹(jǐn)慎的司機(jī)就會采用溫順策略,浪費(fèi)時間折回到最右邊的車位。
采用樂觀策略的司機(jī)將希望押注在一個接近目的的空置車位上,因此他們需要先開到目的地,然后在折返的路上將車停在第一個空置車位上, 如果一直沒有車位,采用樂觀策略的司機(jī)也必須一路折返回隊(duì)伍的最右邊。
聽起來,這三種策略都很簡單,但在分析時研究人員必須使用到許多數(shù)學(xué)技術(shù)來 計算它們的相對優(yōu)勢。 那么,究竟哪種策略更好? 若要定量地解決這個問題,則必須引入停車成本因素,然后比較不同策略的停車成本。 成本是由從停車位到目的地的距離加上尋找停車位所浪費(fèi)的時間來定義的。
經(jīng)計算得出,平均而言, 謹(jǐn)慎策略的成本較低 。雖然謹(jǐn)慎策略無法讓駕駛員利用目標(biāo)附近的許多可用車位,但采用樂觀策略時存在的必然折返所帶來的成本超過了在靠近目標(biāo)的地方找到車位所帶來的好處。最差的是溫順策略,報告中稱,這種策略“效率低得可笑”,因?yàn)樗粝碌脑S多目的地附近的空位,使步行的路變得格外的長。
有趣的是,溫順策略完美地反映了在活細(xì)胞內(nèi)提供支架的微管中所看到的動態(tài)。 一輛車立即停在離得最遠(yuǎn)的那輛車后面的樣子,就仿佛是一個單體附著在微管的一端那樣。 描述了微管長度的方程式同樣也描述了這條“溫順”的汽車鏈,它們聚集在停車場的遠(yuǎn)端。 有時候,看似沒有聯(lián)系的事物之間其實(shí)卻有著聯(lián)系。
當(dāng)然,將尋找車位的問題轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)上的優(yōu)化必然犧牲了許多實(shí)際的適用性以換取數(shù)學(xué)上的洞察力。 例如在模型中,他們沒有將車與車在尋找車位時的競爭納入考量,并且假設(shè)在每個場景下所有的車都遵循著統(tǒng)一的策略,這些都是不切實(shí)際的假設(shè),也是設(shè)計一個最優(yōu)策略時會面對的一些有趣的挑戰(zhàn)。 研究人員將會在未來的模型中著手解決這些問題。
“如果你真的想成為一名工程師,你必須考慮所有的因素——人們開車的速度,停車場和停車位的實(shí)際設(shè)計。 一旦你開始變得完全現(xiàn)實(shí),你就失去了解釋任何事情的可能性。 ”Redner補(bǔ)充說: “我們生活在一個擁擠的社會,我們總是會在停車場,交通模式上遇到擁擠的現(xiàn)象。 但如果你能用正確的視角看待這些問題,就可以解釋其中的一些原因。 ”
所以,以這個模型為例,你在找車位時,采用的是最優(yōu)停車策略嗎?
- ·DLSS 3.7/3.6/3.5三大版本對比:畫質(zhì)有驚喜 ..
- ·愛奇藝與馬來西亞Astro達(dá)成iQIYI App本地化運(yùn)..
- ·室內(nèi)空氣質(zhì)量極端承壓測試 空氣環(huán)境機(jī)一機(jī)智..
- ·三星明年還要推可折疊手機(jī) 要讓大部分人買得起
- ·正式版推送一周后 蘋果iOS 13設(shè)備采用率超過20%
- ·三星Galaxy S20全系售價曝光 起售價超六千
- ·蔚來加州辦事處裁員62人 主管稱正在“努力優(yōu)..
- ·兒童青少年近視防控措施發(fā)布 手機(jī)不許帶入課堂
- ·蘋果又現(xiàn)“信號門”:用戶頻遇彈窗 信號跳格..
- ·聯(lián)想宣布推出全球首款5G電腦 但尚未確定上市..





