理论教育 系统容量有限的M/M/1/N/∞模型的性能分析

系统容量有限的M/M/1/N/∞模型的性能分析

时间:2023-07-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:M/M/1/N/∞模型表示,系统的最大容量为N,而且为单服务台,这样排队等待的顾客最多为N-1个。某顾客一到达就能理发,意味着理发店没有顾客,即需要等待的顾客数的期望值为有效到达率一顾客在理发店内逗留时间的期望值为到达的顾客不等待就离开的概率,即系统中有7个顾客的概率这也是理发店的顾客损失率。

系统容量有限的M/M/1/N/∞模型的性能分析

M/M/1/N/∞模型表示,系统的最大容量为N,而且为单服务台,这样排队等待的顾客最多为N-1个。在某一时刻,顾客到达排队系统,若系统中已有N个顾客,该顾客则被拒绝进入系统,该排队系统如图11-7所示。显然,当N=1时为即时制的情形;当N→∞时为容量无限制的情况。该系统的生灭过程如图11-8所示。

图11-7 M/M/1/N/∞模型图示

图11-8 M/M/1/N/∞模型的生灭过程

由图11-8可得该排队系统的系统状态概率的稳态方程为

容易知道,当ρ=1时,系统状态为均匀分布。在对容量没有限制的情况下,要求ρ<1,这不仅是实际问题的需要,也是无穷级数收敛的需要。在容量为N时,这个条件就不是必需的了。但当ρ>1时,表示损失率PN(或表示被拒绝进入排队系统的顾客平均数λPN)将会很大。

与前述方法类似,可以得到该排队系统的运行指标如下:

(1)队长期望值

(2)队列长期望值

当研究顾客在系统平均逗留时间Ws和在队列中平均等待时间Wq时,注意平均到达率λ是在系统中有空时的平均到达率,当系统已满时,则到达率为0,因此需要求出有效到达率λe=λ(1-PN),可以验证

所以

(3)顾客逗留时间期望值

(4)顾客等待时间期望值(www.daowen.com)

例11.2单人理发店有6个椅子接待人们排队等待理发。当6个椅子都坐满时,后来的顾客不进店就离开。顾客平均到达率为3人/小时,理发需时平均15分钟。求

(1)某顾客一到达就能理发的概率;

(2)需要等待的顾客数的期望值;

(3)有效到达率;

(4)一顾客在理发店逗留的期望时间;

(5)到达的顾客不等待就离开的概率。

解根据题意,λ=3人/小时,µ=4人/小时,N=7。

(1)某顾客一到达就能理发,意味着理发店没有顾客,即

(2)需要等待的顾客数的期望值为

(3)有效到达率

(4)一顾客在理发店内逗留时间的期望值为

(5)到达的顾客不等待就离开的概率,即系统中有7个顾客的概率

这也是理发店的顾客损失率。

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