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。

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。

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。
! W! F) A0 l1 c
" k# `! s) A) l& q. ^8 a排队论的组成
4 A( i/ O; @4 q' s- \& v排队论一般由输入过程、排队规则、服务过程三个部分组成
" \; q2 \! B" t; \& L8 N/ L
2 |8 V0 [& O1 K% f* @排队论的特征
4 ^2 Y. a* {- g0 @- y5 |* z排队论的输入过程：
①　顾客的输入可以是有限的也可以是无限的
- S! L% ~: B/ Z; L- `' 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
& i3 Q3 o1 F4 {( ]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
* M: O0 j; t: v. [  h; l
7 M7 h. w# T7 i0 l0 c: Q排队论的排队规则：
* k. Z# R- Q2 Ha.损失制：所有服务台都有人，离开
b.等待制：所有服务台都有人，进入队列等待
4 G0 s: e3 i# k' I. M  h# Sc.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

) s" o( P1 X! @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：

. L" r( x4 `1 l$ @2 L, }" |1)先到先服务FCFS
2)后到先服务LCFS
5 a$ V1 s2 O% x+ e! K3)优先服务
3 E; W$ L/ N. E; O$ i6 v! @4)随机服务
3 t3 i3 B0 Y/ D  }( o/ D3 Y
排队系统的运行指标
5 `. [' s! D9 j! z①　平均队长：系统中所有顾客（正在服务的和在队列中的）期望
" T0 R  P( m8 q) z' y# P②　平均排队长：系统中正在排队等待服务的人数的期望
0 K. H& d1 E+ D. ^0 |: K3 h2 E③　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
* B/ g/ d  H- X④　平均等待时间：顾客在队列中的等待时间的期望
# C3 P* G: B. |2 ^2 O+ t; z⑤　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
1 j& u6 u3 v! Z( \8 h, Y
4 Y/ K- Z, X' `5 Y9 w! T排队系统的表示
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：

M— 指数分布
1 Z' v2 w/ A# C3 }9 a& M5 GD— 确定性分布
6 R6 F  X: f  a7 SEK— k阶埃尔朗分布
' r6 R/ m8 k7 Z( n, e: F; t2 UG— 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
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

1 I5 i) ]8 y+ B1 ]$ T4 ^5 V" T7 oM/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。



% T; {' i" ^/ A" |$ v