面向多类顾客且具有资源共享特性的串联并行排队系统研究

With the rapid development of sharing economy, some traditional firms suffer interest shocks, and some sharing firms face the difficulties of adjusting the business modes. However, nowadays, most studies on sharing economy are empirical research. There is lack of researches of mathematical models relatively. From the perspective of queueing theory, based on the previous researches on tandem parallel queueing systems, the proposed project will consider a queueing system, where customers can share service resources simultaneously. The project will consider the performance measures, customers equilibrium strategies, and firm optimal control in a processor-sharing tandem parallel queueing system by applying theories and methods, such as: embedded Markov chains, fluid queue theory, multidimensional asymptotic quasi Toeplitz Markov chain theory, Nash equilibrium theory, dynamic programming, network flow, intelligent optimization algorithm. By comparing with the tandem parallel queueing system without sharing the processor, the project will try to reveal the influence of processor-sharing on improving queue problems and enhancing the firm’s service resource utilization. Furthermore, the project may provide some constructive suggestions for allocating service resource effectively.

共享经济的飞速发展使得很多传统企业遭受冲击，共享型企业面临经营方式调整困境。目前关于共享经济的研究大多为实证研究，数理模型研究相对缺乏。本课题从排队论的角度，在以往串联并行排队系统的研究基础上，考虑了多个顾客可以同时共享服务资源的特性。本课题将应用嵌入马氏链理论、流体排队论、多维渐近拟Toeplitz马氏链、Nash均衡理论、动态规划、网络流、现代智能优化算法等理论与技术研究具有资源共享特性的串联并行排队系统的性能指标、顾客均衡决策和企业最优控制。通过与无资源共享特性的串联并行排队系统的对比，揭示资源共享对于改善排队问题和提高企业资源利用率的作用，为企业有效分配服务资源提供建设性的指导意见。

共享经济的飞速发展使得很多传统企业遭受冲击，共享型企业面临经营方式调整困境。目前关于共享经济的研究大多为实证研究，数理模型研究相对缺乏。本项目针对现有研究的局限，首先针对服务型企业之间通过资源共享实现合作共赢的现象，基于价格竞争博弈理论，提出了构建具有资源可转移特性的排队模型建模方法，并基于合作博弈理论，建立了关于资源转移量的服务商总利润最大化的优化模型，分析得到了三种条件下资源转移量应满足的方程；其次，针对现实中不同级别的消费者享受不同质量的服务这一常见现象，构建了面向两类优先权差异消费者的排队模型，基于Nash均衡原理，分析了VIP消费者的均衡行为决策对普通消费者均衡行为决策的影响，分别从服务商短期利润最大的角度和社会总利益长期最大的角度建立了相应的优化模型，并得到了服务商最优定价策略和最优服务率控制策略；再其次，针对现实中存在的分阶段服务和整合的单阶段服务两种现象，项目组分别构建了面向两类顾客的两阶段串联排队模型和单阶段排队模型，通过两个模型中服务商定价策略的比较，得到了服务商何时需要整合服务、何时需要将服务分开的条件；最后，项目组考虑了现实中的两部收费制度，依据服务商设置的观测费和服务费对消费者行为的影响，将服务刻画成可观测排队系统和不可观测排队系统，并通过消费者两阶段动态博弈的研究，得到了消费者的均衡决策行为。其研究成果对服务商改善服务水平、优化运营决策具有重要意义。