运筹学讲义

发布 2022-09-15 13:58:28 阅读 2090

第六讲排队论。

x/y/zx处填写表示相继到达间隔时间的分布;

y处填写表示服务时间的分布;

z处填写并列的服务台的数目c. c=1 单服务台,c>1 多服务台。

表示相继到达间隔时间和服务时间的各种分布的符号:

m—负指数分布。

d—确定型。

ek—k阶爱尔朗分布。

gi— 一般相互独立的时间间隔的分布。

g— 一般服务时间的分布。

x/y/z/a/b/c

a处填写系统容量限制n;n=c损失制,n=∞等待制系统,n>c混合制系统

b处填写顾客源数m(有限、无限);

c处填写服务规则(fcfs/lcfs/siro/pr)。

约定: 1、平均到达率(λ)单位时间内平均到达的顾客数。 平均到达间隔 (1/λ)

2、平均服务率(μ)单位时间内平均服务的顾客数。平均服务时间(1/μ)

3、队长(ls):排队系统中顾客的平均数。

4、队列长(lq): 指系统中排队等候服务的顾客数。ls=lq+正被服务的顾客数。

5、逗留时间(ws):指一个顾客在系统中的停留时间。

6、等待时间(wq):指一个顾客在系统中排队等待的时间。ws=wq+服务时间。

7、系统的状态:描述系统中的顾客数

8、系统的状态概率[pn( t )]指t时刻、系统状态为n的概率。

9、稳定状态(统计平衡状态):limpn(t)→pn

pn=p稳态系统中有n个顾客概率。

p1稳态系统中有1个顾客概率。

p0稳态所有服务台全部空闲概率。

m/m/1模型。

pn(t)的计算(在时刻t系统中有n个顾客的概率)

pn(t+δt)= pn(t)(1-λδt)(1-μδt) +pn+1(t)(1-λδt)μδt++ pn-1(t)λδt(1- μt) +pn(t)λδtμδt n≥1

整理得:pn(t+δt)= pn(t)(1-λδt-μδt)+pn+1(t)μδt+pn-1(t)λδt+o(δt)

pn(t+δt)-pn(t)]/t =λpn-1(t)+μpn+1(t)-(pn(t)

令δt→0 dpn(t)/dt=λpn-1(t)+μpn+1(t)–(pn(t) (n≥1) (1)

考虑p0(t)的情况:

p0(t+δt)=p0(t)(1-λδt)+p1(t)(1-λδt)μδt+ p0(t)λδtμδt

令δt→0 dp0(t)/dt=-λp0(t)+μp1(t) (2)

令dpn(t)/dt=0,由(1)和(2)得到。

2)队列中等待的平均顾客数(lq)

3)顾客逗留时间的期望值(ws)

李泰勒(little)证明了在很宽的条件下,排队系统数量指标之间有以下的关系式:

ws=ls/λe

4)队列中顾客等待时间(wq)

李泰勒证明了在很宽的条件下,排队系统数量指标之间有以下的关系式。

12年,第二题,15分)某修理店只有一个修理工,来修理的顾客到达过程为泊松流,平均4人/小时;修理时间服从负指数分布,平均每人服务时间为6分钟。请计算:

1)修理店空闲的概率;

2)店内恰有3个顾客的概率;

3)在店内的平均顾客数;

4)每位顾客在店内的平均逗留时间;

5)等待服务的平均顾客数;

6)每位顾客平均等待服务的时间;

7)必须在店内消耗10分钟以上的概率。

解:由已知条件知。

因此。08年,第五题,15分)顾客按泊松分布到达某单人理发店,平均间隔20分钟。理发时间为负指数分布,平均每人15分钟。设该系统符合m/m/1模型,求:

a)顾客不必等待的概率;

b)顾客在店内平均等待时间;

c)若顾客在店内耗时超过1.25小时,则雇人帮忙,问平均到达率达到多少以上需雇人帮忙。

解:由已知条件知。

因此。a)顾客不必等待的概率;

b)顾客在店内平均等待时间小时;

c)若顾客在店内耗时超过1.25小时,即,因此,平均到达率达到以上需雇人帮忙。

m/m/1/n/∞ 模型(混合制系统)

假定系统最大容量为n,单服务台情形排队等待的顾客最多为n-1

n+1个状态。

有效到达率λe=λ(1-pn) 系统不满时顾客以λ的速度进入系统。

e= μ1-p0)

顾客源为有限的情形(m/m/1/∞/m)

机器故障问题:设共有m台机器,机器故障停机表示到达,待修机器形成队列,修理工是服务员。

m/m/c

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