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TA的每日心情 | 开心 2020-11-14 17:15 |
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1 单服务台混合制模型
4 O( `: y- i+ g% V( _5 J单服务台混合制模型 M / M /1/ K 是指:顾客的相继到达时间服从参数为λ 的负指数 分布,服务台个数为1,服务时间V 服从参数为 μ 的负指数分布,系统的空间为 K ,当 K 个位置已被顾客占用时,新到的顾客自动离去,当系统中有空位置时,新到的顾客进入系统排队等待。
! k8 ^# a4 p; M6 I' I+ E4 @: Z) F6 a: X3 L1 L
![]()
( T7 e- a4 ]' H) H6 S# M! Z* g: L
K6 y7 {; a% O4 r0 ~# J) K
, i% {1 V: Q* S. k: N, E! ^* j- Y3 X
由于排队系统的容量有限,只有 K −1个排队位置,因此,当系统空间被占满时, 再来的顾客将不能进入系统排队,也就是说不能保证所有到达的顾客都能进入系统等待服务。假设顾客的到达率(单位时间内来到系统的顾客的平均数)为 λ ,则当系统处 于状态 K 时,顾客不能进入系统,即顾客可进入系统的概率是 。因此,单位时 间内实际可进入系统的顾客的平均数为:2 ]% m9 Z' s; z/ Y. A; G
# H6 s% K5 Y3 G! C- f( W
) |$ P7 K6 F' o! J g! K' t
$ d7 t& x: u& ~5 j5 {
例 5 某修理站只有一个修理工,且站内最多只能停放 4 台待修的机器。设待修机 器按 Poisson 流到达修理站,平均每分钟到达 1 台;修理时间服从负指数分布,平均每 1.25 分钟可修理 1 台,试求该系统的有关指标。/ ~/ r; }/ m0 z/ P w; `
+ C( W# I! f0 [. ]+ ~, r解 该系统可看成是一个 M / M /1/ 4 排队系统,其中# O) _6 B5 k, r8 w& w
1 {' w6 u8 N1 Q! V
![]()
7 ~2 O) i8 Q; q: {+ p5 U9 s* }) o, C" J5 e' e, O, I6 m' z/ h/ ?
- y ]+ D7 {) Y: M) l
# e/ T& e+ g5 g7 ^2 x
编写 LINGO 程序如下:! e, q5 D( L, m
9 M, h, N" s6 S- H4 e# z% [5 q5 W0 p! m
model:: |# t4 ?3 @- L4 W3 {6 D5 }
sets:
6 r0 A: o) c( Rstate/1..4/:p;
7 Q+ S: i; Z6 n l4 I7 j1 l# ]endsets
- L3 W% Y% y( r: I3 t+ \lamda=1;mu=1/1.25;rho=lamda/mu;k=4;
2 l5 ], B; u3 T9 C6 o: \lamda*p0=mu*p(1);
) _3 i# K, E* z(lamda+mu)*p(1)=lamda*p0+mu*p(2);9 `' s7 U: i2 M4 B8 O! S
@for(state(i)|i #gt#1 #and# i #lt#) W8 @$ D# G/ r
k lamda+mu)*p(i)=lamda*p(i-1)+mu*p(i+1));4 G/ A( X$ I f/ M- ]/ o0 Q
lamda*p(k-1)=mu*p(k);
3 |) L* p/ l3 ?. ap0+@sum(state:p)=1;
7 r8 y9 D+ P2 L+ N; G$ c# T/ g5 zP_lost=p(k);lamda_e=lamda*(1-P_lost);
( |, \7 i9 _& VL_s=@sum(state(i)|i #le#k:i*p(i));6 _7 o* {. H8 Z6 y3 K3 y4 j& o
L_q=L_s-(1-p0);
5 ^' V! t. \% j3 J' qW_s=L_s/lamda_e;* q6 v! A) b2 d! @. d Q
W_q=W_s-1/mu;
: N% T1 J3 l3 }! u- Mend
3 y2 `8 q& P, k; X9 d0 V" l2 多服务台混合制模型+ k2 `. X6 @) y+ n2 S' H* q6 G
多服务台混合制模型 M / M / s/ K 是指顾客的相继到达时间服从参数为λ 的负指 数分布,服务台个数为 s ,每个服务台服务时间相互独立,且服从参数为 μ 的负指数分 布,系统的空间为 K 。
# p- C2 M) Y: I- Q, C$ s& o1 m" ?7 @5 m% b) q% Y9 u
由式(4),式(5)和式(6),并注意到在本模型中7 _/ y' `7 d9 }3 ?; _1 q* r
5 h# p1 i% v4 E& f + a3 B7 j# I9 _! H$ X7 ^
. K, @: J/ u$ j7 \1 O4 }& I于是
! z+ X5 y" Q$ e* G; X" a6 W
$ J, E: f0 v1 F; [ 8 X; L% o: E+ g+ E' O& l; T9 }& g
4 q# q4 P4 ]) H$ E; g& x$ M4 e1 d% u$ _3 D: g; R- q
![]()
0 S. R3 r: z8 ]0 F o1 }* v' H$ t* H! x$ G6 M0 M; U$ q/ f
3 X' J8 a; Z! g/ k$ V$ p
例 6 某汽车加油站设有两个加油机,汽车按 Poisson 流到达,平均每分钟到达 2 辆;汽车加油时间服从负指数分布,平均加油时间为 2 分钟。又知加油站上最多只能停 放 3 辆等待加油的汽车,汽车到达时,若已满员,则必须开到别的加油站去,试对该系 统进行分析。+ H7 e2 |/ U Y4 X
% U1 A P+ I: P( ?, Z" w解 可将该系统看作一个 M / M / 2 / 5 排队系统,其中' A: C3 y7 S7 K# T2 H% b% C
& O# C, X4 E; E4 Q: V2 z
* M8 s% l' |2 w2 J
9 _% W; e7 q4 n! g
编写 LINGO 程序如下:
) ?7 f, R" r3 i! E/ E7 l+ @6 F
( d7 b. @2 a8 Kmodel:
+ r' b/ Q) v2 l4 Msets:- y. r! _% X) d6 A; K4 v9 b
state/1..5/:p;
& b/ V: B- Z! l7 {endsets1 _5 T7 ^; o, ]3 D& x, C
lamda=2;mu=0.5;rho=lamda/mu;s=2;k=5;
/ _5 |) o- a% r; F: T) {4 ^* Blamda*p0=mu*p(1);
3 `( D; O/ ?' b( |, }(lamda+mu)*p(1)=lamda*p0+2*mu*p(2);- v" c- E' O" Q- x% P
@for(state(i)|i #gt#1 #and# i #lt# s:2 r. Q" ^$ K- a7 m) f
(lamda+i*mu)*p(i)=lamda*p(i-1)+(i+1)*mu*p(i+1));
6 J6 R' `$ c* g@for(state(i)|i #ge# s #and# i #lt# k:' H& X* _: ?, F& K9 _% j, e
(lamda+s*mu)*p(i)=lamda*p(i-1)+s*mu*p(i+1));
0 j: ?! w# c/ o4 D/ N, rlamda*p(k-1)=s*mu*p(k);
. X. I6 b- x, `8 V; N, \! ?* j5 D) ?p0+@sum(state:p)=1;( k) z. e( \+ I6 O
P_lost=p(k);lamda_e=lamda*(1-P_lost);
/ s: R) n- _9 u) c% P; d0 }L_s=@sum(state(i):i*p(i));! C6 K$ d( p" \+ a. w2 k
L_q=L_s-lamda_e/mu;
, K3 _" I* s' P% y4 CW_s=L_s/lamda_e;
% q! k$ h( Q/ z% c: [: EW_q=W_s-1/mu;' {" A8 \: n. l. t. B" o* ?% X
end
, S6 |4 b+ M+ q3 X# H f2 O( y( `7 U在对上述多服务台混合制排队模型 M / M / s/ K 的讨论中,当 s = K 时,即为多 服务台损失制系统。对损失制系统,有7 S- F! A, H/ ]; @' m2 k
* h% z( O" j7 W7 E- T X' W
4 h* O" M/ Z$ O, G( }9 y% t" t
- g# a' S) ^ @( L# @$ C$ W. P9 r
式(52)称为 Erlang 损失公式, B(s, ρ) 亦表示了到达系统后由于系统空间已被占满 而不能进入系统的顾客的百分比。
; E" e- [, P' d% X+ X+ B4 ]( k$ a
( X- M3 U" @2 o9 b! z" w对损失制系统,平均被占用的服务台数(正在接受服务的顾客的平均数)为
; x3 x/ y4 ]7 C1 |0 W! ]( V7 G6 X/ p- e: j% U
![]()
" K9 \+ i0 ?! n6 u. Q' T* O+ ^, J2 e" q9 |$ n4 x% V9 j
————————————————: m, R- ] {, v$ r, H; ?5 ]
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