解决的问题) }7 ^* E; V& ?* F8 Q* ?
排队论也称随机服务系统理论,排队论又叫随机服务系统理论或公用事业管理中的数学方法。它是研究各种各样的排队现象的。- V0 M k) r4 F B. _4 w/ m+ x
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它所要解决的主要问题是:在排队现象中设法寻求能够达到服务标准的最少设备,使得在满足服务对象条件下,服务机构的花费最为经济,使服务系统效率最高。/ M4 W. M! K1 P# ]& i
& A D N: x K J排队现象 作为一种随机现象,所采用的主要工具是研究随机现象规律的概率论。它把所需研究的问题 形象地描述成顾客(如电话用户、发生故障的机床等)来到服务台前(如电话线路维修工人 等)要求接待,如果“服务台”已被其他顾客占用,那么就得排队等待;另一方面服务台”也 时而清闲,时而忙碌。排队论就是人们通过数学方法求出顾客等待时间、排队长度等的概率分布,以便作出决策。目前排队论在社会生活的各方面已有广泛而深入的应用,如在水库用水量的调度、存储 问题、生产流水线的安排、电力网的设计、铁路分车场的调度等方面都可运用排队论的基本理 论来进行计算,从而获得合理的解决办法。- _, i" H8 S' B9 a- N$ [
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排队论的组成4 N9 L; e( }* A1 z/ B: z
排队论一般由输入过程、排队规则、服务过程三个部分组成 9 \1 S% X2 Q7 ?0 Y4 h ' H* G/ Q( v* X) R4 ^+ V排队论的特征 1 l4 H( w1 \- k排队论的输入过程: 2 _4 ^# a& e# c. @+ I( T9 Y8 ?% w① 顾客的输入可以是有限的也可以是无限的 : d6 }# F( f$ r9 ^② 顾客的输入可以是单独的也可以是成批的 m3 O$ S8 `' e& m8 _4 Y③ 顾客的输入可以是相互独立的也可以是前后相关的 : i, F6 ^% t; l1 j9 Q5 B④ 顾客的输入可以是平稳的,即输入的期望和方差是稳定的, 相反,也可以是非稳定的,即随时间的变化而改变 4 D1 D) b1 Z( W( E# R5 x. q! j $ k0 v" P3 \) w$ d排队论的排队规则: $ f% S# M H- o1 ga.损失制:所有服务台都有人,离开& f& I+ g& x$ c* X6 k
b.等待制:所有服务台都有人,进入队列等待% O* p+ t8 k8 B H6 Y! j) K
c.混合制:所有服务台都有人,但是系统具有容量限制,达到最大容量之后需要离开 5 Q: R' {5 y9 V0 I ; X, D! x1 Z ]' T$ r& u5 J排队论的服务过程: . }7 `: a+ {3 o3 Y, E1 T+ i8 ^其中,服务台可以分为单服务台、多服务台,多服务台又分为多服务台串联和多服务台并联,串联服务台是所有服务台依次为同一位顾客服务,并行服务台是每一个服务台为不同的顾客服务,服务的规则如下: ( E3 n1 R* a, _ . x/ b6 A6 T$ w3 S6 J) I9 ?( @% t1)先到先服务FCFS $ {' n0 O- E5 T8 G" h2)后到先服务LCFS" [- o, _% q! i: ]
3)优先服务 b1 R* q- |$ |9 a) T5 ?
4)随机服务+ {* W( l. N; X# g3 w
0 x, r' N# P) {3 k' w2 X+ n
排队系统的运行指标( T" h1 ~/ y8 c% O% [) M
① 平均队长:系统中所有顾客(正在服务的和在队列中的)期望8 H! M6 m+ W; q- @) r/ e
② 平均排队长:系统中正在排队等待服务的人数的期望; i0 q7 A3 M! Q _( U8 z& ^2 B$ ? x
③ 平均逗留时间:顾客在系统中逗留的时间(包含排队时间以及服务时间)的期望 : f6 Y0 {( D3 b1 b1 L c④ 平均等待时间:顾客在队列中的等待时间的期望! H4 A7 |4 g1 ~& Z4 z% D, p, ]5 ^* J
⑤ 平均忙期:服务机构连续繁忙的时间(顾客到达服务机构开始到服务机构再次空闲为止)的数学期望) P) E5 I1 h( F, d& H3 C5 E
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排队系统的表示; v- @' t2 g W4 R5 |8 E9 K+ r
排队系统的数学模型一般用六个大写字母表示,中间以“/”隔开,即:X/Y/Z/A/B/C,其中,X表示到达顾客流或者顾客到达时间间隔的分布,Y表示服务时间的分布,Z表示服务台的数量,A表示系统容量一般为,B表示输入顾客源的数量一般为,C表示服务规则,默认是FCFS。. S; d# T* K! L0 V! K
其中,表示顾客到达时间间隔以及服务时间的分布的数学符号有:: o: J/ y8 g1 P
$ j- i$ l+ B& Y/ Q7 \" M
M— 指数分布- {4 Y; v# W" C7 D
D— 确定性分布' Y: q+ D8 m+ Z/ V0 m6 ]; ~
EK— k阶埃尔朗分布( C: g# T" `- Y- P/ g U
G— 一般(general)服务时间的分布9 C5 p$ @: J) e- S B2 G/ `
GI—一般独立(General independent)的时间间隔的分布3 A( j! r# O2 `/ a
例如:M/M/1表示输入过程和服务过程均服从指数分布、服务台数量为1的排队系统7 J! r O6 @& s7 F X" k
# j$ F3 X+ K1 {: NM/M/S模型: : x& ~3 K. m- H" \, c设顾客单个到达,相继到达时间间隔服从参数为λ 的负指数分布,系统中共有s个 服务台,每个服务台的服务时间相互独立,且服从参数为 μ 的负指数分布。当顾客到达时,若有空闲的服务台则马上接受服务,否则便排成一个队列等待,等待时间为无限。 " z Z7 R* p/ |/ B & _( W+ ^0 L" A) Y" n: q6 u5 r* W' C" u
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