排队论概述

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解决的问题
2 J* N9 N- Z7 Q9 V& {+ g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。

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。

. _+ Z& u9 Q5 q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。

排队论的组成
- J+ D" y4 @- H, g排队论一般由输入过程、排队规则、服务过程三个部分组成
- x  ]* O; |, @! A; Z$ \
6 E. o# p/ \/ M9 P. b0 `, J( L排队论的特征
排队论的输入过程：
0 j# A5 a8 i' S* j8 g, b, F  {①　顾客的输入可以是有限的也可以是无限的
* [* w2 `. P) n②　顾客的输入可以是单独的也可以是成批的
③　顾客的输入可以是相互独立的也可以是前后相关的
④　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
8 l1 d, b* d) M/ p, u* M1 l
8 U  W( D' s$ I: o1 g排队论的排队规则：
2 j& U0 b2 N  Ga.损失制：所有服务台都有人，离开
, }2 m1 c" V+ @" T' t/ Y3 r& _b.等待制：所有服务台都有人，进入队列等待
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

8 c; t. p, Z- o4 W7 l4 h% E排队论的服务过程：
  k' o+ ~' `% {$ X0 S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：

) @: l5 z3 R+ ?" f3 c2 Z8 K1)先到先服务FCFS
2)后到先服务LCFS
! b0 x: y' [" g# a, H3)优先服务
0 R- _$ x8 X! W/ H4)随机服务
4 P! U: X. r  j; Q/ |
排队系统的运行指标
& u/ k: A( Y5 {- |* y$ j①　平均队长：系统中所有顾客（正在服务的和在队列中的）期望
3 y- H* D! w2 S- ]& N7 P6 ]②　平均排队长：系统中正在排队等待服务的人数的期望
+ X: [' s9 `, i. M3 q- U③　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
④　平均等待时间：顾客在队列中的等待时间的期望
% V: W' c) b  U. V, D( v) W  x' T⑤　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
) `% N. D( d( T. s' e8 a. k" a- `
8 i& ?1 Y# j8 U3 f$ T排队系统的表示
2 E  V) B1 t9 N5 P" L% O' _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。
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：

1 r$ E" f: w, r* I$ n0 o8 B8 oM— 指数分布
$ _. @/ d7 O2 t) G3 uD— 确定性分布
9 J. f$ `3 K7 K, {EK— k阶埃尔朗分布
& w* d: j' v- r) ?9 v  b5 ^G— 一般（general）服务时间的分布
GI—一般独立（General independent）的时间间隔的分布
* f6 Z/ K- i. @4 t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 V# }; K+ m( @1 h. w1 g6 e) ]
M/M/S模型：
2 V, H8 H4 V* n9 ~, j/ z/ l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。
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