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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