物流仿真 系统仿真 Incontrol ED仿真软件案例十一 机场.pdf

1案例十一:机场停车场

1.1介绍
大型国际机场的停车场通常都会分短期停车和长期停车两个区域。短期停车区离终点很近，
而长期停车区则相对较为偏远。可以由他们距离终点的距离长短来区分进入哪一个停车区，并收
取不同的费用。这一年对于短期停车和长期停车的需求强烈波动。由于停车位需要签约并付费，
机场管理首先需要调查对于短期停车和长期停车的需求容量。其次，费率需要根据具体的时间来
定。

1.2情景描述
机场有三个停车区域，其中两个短期停车场比较靠近终点，而另一个长期停车场据终点相对
较远。目前停车区域的容量如下：
P1是长期停车场，可容纳11000辆车，
P2和P3是短期停车场，分别可容纳3700辆和3100量车。
长期停车和短期停车的费率有大的差别。短期停车场以小时计费。长期停车场通常以天、周或者
是月来计费。
如果长期停车场停满后，车辆会首先被转至短期停车场以及其他方式。短期停车场只有一部
分容量可以用来停放由长期停车场转来的车辆。如果车辆从长期停车场转至短期停车场，费用将
会包含进去。如果是三个停车区全部停满，车辆还可以转至附近的一个备用停车场P4，但会产生
额外的费用。

1.3目的
下面将会对停车位的占用以及停车场容量进行进一步的谈论。
在节假日期间，机场会有许多去度假或者是接度假者的人，这往往会导致短期停车场空间不
足。有时候司机甚至会直接将车停入长期停车场。另一方面，在非节假日期间，一天中停车场有
一半多的停车位都会空闲很长时间。增加短期停车场需要大量的投资。增加长期停车场更加可
行。尽管总的停车空间是固定的，但却可以讨论一下关于短期停车场和长期停车场各自的空间非
配。
我们还需要考虑停车场地每年固定的租用成本，也就是每平方米的租费。此外，P1停车场的
部分区域可以为机场员工低价预留，但前提是要保证停车场每平方米的投资回报
对于停车场需求的强烈波动，停车场地的租用成本以及空中交通量的增长，共同组成了对于
机场的一下几个管理目标。
以电脑模型的发展来得到关于一下两点的分析计算：
长期停车场和短期停车场的容量，
费用，
它可以用于一年，一季度或者是某一个特定时期。
这将是以MonteCarlo实现的模拟模型。

1.4研究
在这个案例研究中，我们只考虑作为长期停车场的P1区域。而这个研究是由三部分组成。
在第一部分里，P1区域的最佳容量是由当前情况的频率和基于2007年测量的gamma分布。第二
部分里，可以确定容量的最佳组合以及每天的费率。这里隐含的假设是只使用每天的费率。周费
率和月费率则是按照要求的分布来设置。第三部分里，为机场员工预留的停车区域的最佳数目由
当前长期停车场的容量和费率来决定。

案例11:机场停车场©IncontrolEnterpriseDynamics1

2MONTECARLO模拟
MonteCarlo模拟可以这样来定义：反复试验直到停止，或者更准确的说，从试验的不确定性
分布入手，以便模拟出不确定性分布以及平均值的结论，比如收入，成本或者延期，可以从固定
的情况或者参数输入值入手。MonteCarlo模拟优化后可以简单的概括为：使用不同的情况或者不
同的输入值进行反复操作，比较它们的结果，为特定的性能指标指定一个简单的数字，并取得
“最优”值。
报童问题
一个虚拟但却有意义的例子就是典型的报童问题。每天早上，在曼哈顿市中心的一个角落里，都
会有一个报童在卖报纸，他必须要确定以一定的单价先买多少份报纸，来支撑整个白天的销售。
当然，任何报纸的出售都会带来收益。一天结束后还没有卖出的报纸，几乎没有任何残余的价
值，所以应该把它视为损失。相反的，如果因为缺货而没有售出报纸，相应的就带来了机会损

失。但是，需求量具有很大的不确定性，因为它取决于新闻的内容，天气等因素。

MonteCarlo模拟的优化：

对于一个给定的容量，也就说，初始报纸的订购量，1200
根据需求分布绘制样本数。基于结果和相应的收益MCprofitcurve
（或损失）被计算出来。反复某个复制的定值，比如1100
100，可以验证一个充分肯定的基于初始报纸订购量
1000
的期望收益。这一过程反过来也可以重复设置不同的
初始订购量，以10份报纸的数量逐步增加。这样迭900
代最终会得到一个优化，如图1所示。这个结果显示
800
出一个最合理的初始订购量（140份左右），而它相

应的也会得到一个最大收益（在图中大约1100左700
右）。
尽管报童的例子会被认为过于简单，现实中更严重的600
100110120130140150160170180190200
优化权衡问题每天都在不断的增加，比如：
容量规划（员工数量，机器数量，建筑的大
小）
生产计划（为采购，仓库，供给应该生产多少产图1:报童问题的收益