排队论概述

2744557306

解决的问题
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。
7 |- E6 g) i# \1 M" B# g
2 ~4 C$ X* ?( L1 h; C( {1 \" Y) g2 E5 j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。
3 d( }. P) ~  N
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。
/ E8 f9 k- `" }: A; S! W, c7 T
排队论的组成
# n7 |4 r3 R% X& l; L2 m  ?排队论一般由输入过程、排队规则、服务过程三个部分组成

排队论的特征
排队论的输入过程：
. u3 W  d5 ~! {- l. j①　顾客的输入可以是有限的也可以是无限的
②　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

排队论的排队规则：
a.损失制：所有服务台都有人，离开
/ S% r! z5 q" L) ?& Eb.等待制：所有服务台都有人，进入队列等待
4 v' A1 i) a* ^; I$ Y1 A( ^, Oc.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
: Z& {% ]3 ]+ O& [  {
排队论的服务过程：
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：
- j% x, G/ k3 M4 k; R5 |
' o7 T) s/ k, [6 k3 \/ J" j# m0 e1)先到先服务FCFS
# m* u- j# t' b/ r7 J# \; t$ V2)后到先服务LCFS
$ ]. T1 _# V; [9 q( |! t7 Q. W3)优先服务
4)随机服务
/ j0 }1 N, Z- Z: v8 f: V  k% ~7 v9 o
排队系统的运行指标
: Y+ ?1 v% j! W9 o4 ?* T) F①　平均队长：系统中所有顾客（正在服务的和在队列中的）期望
②　平均排队长：系统中正在排队等待服务的人数的期望
4 G# L4 L1 w: T6 z  g6 b" n2 @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
④　平均等待时间：顾客在队列中的等待时间的期望
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
" n/ l- |- C: }* a7 Y
排队系统的表示
2 J, z7 c- Q2 T, G$ m* ]7 W5 Q! k8 k) U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：
) f' X. B% {, u( M' _% n
9 T. R9 D6 Q4 o5 k" t$ dM— 指数分布
D— 确定性分布
EK— k阶埃尔朗分布
. D9 U7 k! M+ o; _' @3 dG— 一般（general）服务时间的分布
6 N/ N( u  y: z0 BGI—一般独立（General independent）的时间间隔的分布
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

M/M/S模型：
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。

* a2 h& F! ~) j7 l: ?+ p1 r8 {7 z

; ?8 h& E3 x, b2 v