(M/M/1):(N/N/FCFS)排队模型和(M/M/1):(∞/∞/FCFS)排队模型在结构上的区别是系统的容量有限,即系统最多容纳的顾客数为N个;顾客的来源有限,即顾客源的总体为N个;另外,每个顾客到达并经过服务以后,仍然回到原来的顾客源,所以这个顾客仍然可以再来。
下面以技术人员维修机器问题来引出相关的参数。
假设一名技术人员负责维修一定数量的机器,当某台机器坏的时候,可能因为已经有机器正在修理,机器不得不排队等待。在正常情况下,技术人员负责维修机器的数目一般不能太多,即不能把机器当成是无限的顾客来源,否则会造成不切实际的偏差。另外,这个系统的容量是有限的,因为有限的顾客源会自动地形成系统的容量。显然,这是一个生灭过程,即典型的(M/M/1):(N/N/FCFS)排队模型。
现在假定一名技术人员负责N台机器的维修,每一台机器从维修好到再次损坏时的平均周转时间为1/r,服从指数分布,因为指数分布有“无记忆性”的特性,所以r即为一台机器维修时的到达强度。如果有N-1台机器进入维修状态,即只有一台机器正在工作,那么到达强度为 r;如果有两台机器正在工作,由泊松分布的可加性可知,那么到达强度为 2r。正在工作的机器数等于服务机器总数N与进入维修状态的机器数n之差,所以系统在状态为n时的到达强度为
假定对一切n,服务强度μn=μ。
1.(M/M/1):(N/N/FCFS)排队模型的相关指标
(1)状态概率分布Pn
由公式(11.63)可得
于是有
(2)队长L
为了推导L、Lq、W和Wq,需要求出系统的平均到达强度λ。由于机器总数为N,系统内的平均队长为L,所以系统外的平均数为N-L,于是有
可以把λ/μ理解为服务员的占用率,则有
即有
于是有
(3)排队长Lq
(4)顾客平均停留时间W
(5)顾客平均等待时间Wq
2.(M/M/1):(N/N/FCFS)排队模型的示例(www.daowen.com)
下面以一个例题,对(M/M/1):(N/N/FCFS)排队模型的相关运行指标进行计算。
例11.5 一名机修工人负责4台机器的维修工作。假设每台机器在维修之后平均可运转5天,服从泊松分布,而平均修理一台机器的时间为2天,服从指数分布,现在计算此排队系统的有关运行指标。
解 这是一个(M/M/1):(N/N/FCFS)排队模型,依题意有N=4,r=1/5=0.2,μ=1/2=0.5。
(1)没有机器维修的概率P0。
根据公式(11.64)有
(2)2台机器处于维修状态的概率P2。
根据公式(11.63)有
(3)4台机器全部处于维修状态的概率P4。
根据公式(11.63)有
(4)队长L。
根据公式(11.66)有
(5)排队长Lq。
根据公式(11.67)有
(6)机器维修的平均停留时间W。
根据公式(11.68)有
(7)机器维修的平均等待时间W。
根据公式(11.69)有:
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。