Як вибрати, чи вийти з черги на шину чи залишитися там за допомогою теорії ймовірностей?


11

Я щось про це думав уже деякий час, і оскільки я не дуже досвідчений в теорії ймовірностей, я подумав, що це може бути гарним місцем, щоб задати це питання. Це те, що підійшло до мене у довгих чергах громадського транспорту.

Припустимо, ви знаходитесь на автовокзалі, і ви знаєте, що автобус (або кілька автобусів) неодмінно прийде в майбутньому (протягом дня), але ви не знаєте точного моменту. Ви уявляєте ймовірність того, що автобус приїде протягом п'яти хвилин. Тож ви чекаєте п’ять хвилин. Але автобус не приїжджає. Чи ймовірність зараз менша або більша за первісну, яку ви уявляли?

Питання полягає в тому, що якщо ви використовуєте минуле для прогнозування майбутнього, можливо, ви не будете дуже оптимістично налаштовані на прибуття автобуса. Але, можливо, ви могли б також подумати, що це насправді робить подію більш імовірною: оскільки автобус ще не приїхав, вдень є менше хвилин, і, отже, ймовірність вище.

Подумайте останні п’ять хвилин дня. Ти там цілий день, і автобуси не приїхали. Тож, судячи лише з минулого, ви не можете передбачити, що автобус приїде в найближчі п'ять хвилин. Але оскільки ви впевнені, що автобус приїде до закінчення дня, і до кінця дня є лише п'ять хвилин, ви можете бути на 100% впевнені, що автобус приїде протягом п'яти хвилин.

Отже, питання полягає в тому, якщо я збираюся обчислити ймовірність і випадати з черги, який метод я повинен використовувати? Це тому, що іноді я виходжу і раптом прибуває автобус, але іноді я чекаю і чекаю, і чекаю, і автобус не приїжджає. А може, це все питання - це нісенітниця, і це просто жахливо випадково?

Відповіді:


1

Я думаю, ти відповів на власне запитання. Припустимо, ви впевнені, що до кінця дня приїде n російських автобусів (що за години до них), але ви не впевнені, коли за ці години вони прибудуть, ви можете використовувати розподіл пуассона зі швидкістю, що дорівнює n / h, і обчислити скажімо, про ймовірність приїзду одного автобуса в найближчі десять хвилин. Поки ви чекаєте, поки автобус і h почне знижуватися, швидкість n / h починає зростати, а шанс, що автобуси прибудуть протягом наступних десяти хвилин, збільшується. Тому з кожним моментом вам стає все менше сенсу виходити з черги (припускаючи, що в автобусі буде місце для вас, коли він прибуде).


Гарна відповідь, велике спасибі. У мене була така ж інтуїція, але я не знав, що це називається розподілом Пуассона.
п'ять

2
Якщо ви справді моделюєте прибуття автобусів як процес Пуассона, то це точно не відповідає дійсності. Процеси Пуассона "без запам'ятовування", оскільки вони моделюють подію прибуття автобуса в будь-який момент як постійну ймовірність через час. Тобто після того, як ви зачекали 5 хвилин, коли автобус не прибув, модель буде передбачати ту ж ймовірність, що автобус прибуде в найближчі 10 хвилин, як і в початкові 10 хвилин.
leekaiinthesky

leekaiinthesky, ви вірні, що для заданої швидкості пуассон - це безпам'ятний розподіл. Однак якщо ми впевнені, що російські автобуси прибудуть до кінця в день, то сама швидкість постійно зростає.
user3353185

Навіть у тих конкретних припущеннях використання розподілу Пуассона не дає правильної відповіді. Ваш аргумент ґрунтується на збільшенні темпів, оскільки ви знаєте, що загалом кількість подій прибуде n автобусів, але в розподілі Пуассона загальна кількість подій не визначена. Крім того, навіть за 10 хвилин, які ви хочете порахувати ймовірність, швидкість вже зміниться відповідно до вашого аргументу. Це лише наближення - що все-таки буде гарною відповіддю, якщо ви обговорите, наскільки добре наближення.
Ерік

3

Це залежить від наближення до розкладу руху ваших автобусів.

  1. Якщо вони за звичайним розкладом, кожна хвилина, яку ви чекаєте, на хвилину наближається до прибуття автобуса, і в середньому ви чекаєте половини інтервалу між автобусами.

  2. Якщо автобуси повинні були приїжджати в різний час між автобусами, із певною середньою швидкістю за годину, ви, швидше за все, приїдете на зупинку з великим розривом, ніж короткий. Дійсно, якщо вони прибувають "ефективно випадковим чином" (за процесом Пуассона), не важливо, скільки часу ви чекаєте, очікуване очікування, що залишилося, буде таким же.

  3. Якщо все стане гірше, ніж це (пробій / швидше, ніж "випадкові" приїзди, можливо, через проблеми з дорожнім рухом), то вам може бути краще не чекати.


Гаразд, я спробую це перетравити. Дякую. Тож якщо ми не знаємо середньої норми на годину, ми взагалі нічого не можемо сказати?
п'яти

2
Якщо ви чекаєте 23 години, а автобус все ще не прийшов, проігноруйте приміщення дистрибутивів (cdf), що завжди додає до 1. Автобус просто не прийде. Взагалі, європейці вірять у рівномірний розподіл, добре, якщо ви японці; для американського громадського транспорту дивиться більше з жовтим оком на Пуассона, без запам'ятовування, і вони їздять на власних автомобілях ... Подумайте про це ... Незалежно від того, як довго ви чекали ймовірності приїзду автобуса на певний час вперто залишається тим самим. Я чув, що дистрибуція Weibull може допомогти, але не впевнена.
Антоні Пареллада

1
Ось чудовий та безкоштовний документ про Weibull та цю тему.
Антоні Пареллада

@Antoni Дякую Існує ступінь, в якій ймовірнісні моделі (як, наприклад, Пуассон у пункті 2 моєї відповіді) насправді не працюють для цієї проблеми; приїзд автобусів насправді не є випадковим процесом описаним вище способом. Якщо ви будете наполягати на них досить сильно, звичайно висновки, до яких вони призвели б, не мають сенсу.
Glen_b -Встановити Моніку

@AntoniParellada та Glen_b дякую за відповіді. Я так багато не уявляв, що стоїть за цим питанням. Я буду продовжувати вчитися, щоб зрозуміти все, що ви доброзичливо написали. Приємного дня.
п'яти

1

чудове запитання!

З точки зору ймовірності, очікування, безумовно, може призвести до зростання шансів. Це стосуватиметься гауссових та уніфікованих розподілів. Однак це би не було правдою для експоненціальних розподілів - акуратна річ про те, що експоненціальні розподіли є "без запам'ятовування" в цьому сенсі, оскільки, ймовірно, для наступного інтервалу завжди те саме.

Однак, я думаю, що цікавіше може бути генерування якоїсь функції витрат. Яка вартість альтернативного перевезення (таксі, ueber)? Яка вартість запізнення? Тоді ви можете пил з книги калькування і мінімізувати функцію витрат.

Щоб переконати себе в тому, що шанси завжди збільшуються для гауссових розподілів, я написав трохи матлаб, але спробую придумати щось більш математично чисто. Я думаю, що для рівномірного це очевидно, оскільки числівник є постійним (поки нічого), а знаменник завжди зменшується до нічого.


2
Припущення ОП полягає в тому, що "ви впевнені, що автобус приїде до закінчення дня", що ставить деякі цікаві обмеження щодо розподілу ймовірностей. Я б хотів, щоб я мав таку впевненість у реальному житті.
EdM

@MikeP Дякую за вашу відповідь. Чи застосовується це, навіть коли базовий розподіл невідомий? А може, я можу припустити певний розподіл? Оскільки це так, могло бути так, що з плином часу я можу змінити свою думку і сказати, що такий розподіл вже не вдається і шукати інший. Розподіл без запам'ятовування звучить приємно, але, можливо, те, що я хотів би знати, вимагає розподілу, який враховує минуле.
п'яти

2
Без проблем @NormanSimon! Не завжди. Наприклад, припустимо, що у вас є тримодальний pdf, я зробив короткий приклад із сумою 3 гаусів (кожен із сигмами 3, із значеннями -8, 0 та +8. У цьому випадку, коли ви перейшли на горб, шанси насправді трохи знизилися протягом наступної 3-хвилинної розтяжки
MikeP

О, дорогий, Майку, це звучить так складно! Але обіцяю, що продовжую вчитися. Можливо, я задаю занадто складні запитання, поки я ще початківець. Але багато, велике спасибі =)
п'ять

1

Якщо ви скасуєте обмеження, що автобус повинен приїхати в якийсь момент протягом дня, то можна стверджувати, що чим довше ви будете чекати, тим довше ви очікуєте ще чекати. Причина? Чим довше ви чекаєте, тим більша віра у те, що параметр швидкості Пуассона невеликий. Дивіться питання 1 тут .


Ласкаво просимо. Але я мав на увазі "параметр швидкості великий ", а не малий ...! Я відповідно відредагував свою відповідь.
Креозот
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.