使用随机过程解决排队论问题

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  [摘要]介绍随机过程再排队论中的应用,并由实际问题出发建立了等待制模型。
  [关键词]随机过程 排队论 模型 应用
  中图分类号:O29 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2008)0710098-02
  
  一、前言
  
  随机过程在生产生活实际中有着广泛的应用,最显著的就是在排队论中应用。排队论又称随机服务系统,它是研究系统由于随机因素的干扰而出现的排队或拥塞现象的规律性的一门学科,适用于通信系统、交通与运输系统、生产与服务系统、存贮与装卸系统、管理运筹系统以及电子计算机系统等。
  在排队论中,排队规则分为三种制式:损失制、等待制和混合制。
  所谓的损失制就是指,顾客到达系统时,如果系统中所有服务窗均被占用,则到达的顾客随即离去,比如打电话时碰到占线,用户即搁置重打或者离去另找地方或过些时候再打;比如旅店客满谢客,挂牌大夫限额挂号,计算机限定内存等均为此种情形。
  等待制就是指顾客到达系统时,虽然发现服务窗均忙着,但系统设有场地供顾客排队等候之用,于是到达系统之顾客按先后顺序进行排队等候服务。通常的服务规则有先到先服务,后到先服务(比如仓库中同种物品堆叠后的出库过程),随机服务,优先服务(比如邮政中的快件和特快专递业务,重危病人的急诊,交通中救火车、救护车、警车优先通过)等。
  混合制就是指损失制与等待制混合组成的排队系统,此系统仅允许有限个顾客等候排队,其余顾客只好离去永不再来;或者顾客中有的见到排队队伍长而不愿费时等候,当队伍短时愿排队等候服务;也有排队等候的顾客当等候时间超过某个时间就离队而去均属于这种系统。
  本文将从一个实际问题出发,讨论随机平稳过程在排队论中应用的有关问题。本文所讨论的实际应用问题将假设顾客均按照泊松流到达系统。应用了泊松流的平稳性、无后效性和普通性特点。
  
  二、由实际问题中引出
  
  在网络系统中,我们经常会遇见如下这样的问题。假设在一个小型办公室环境中,有10个工作人员在一个办公室中办公。每个人有一台移动终端,通过链路与一个采取统计复用的数据集中器连接。我们再假设这10个人,也就是10个终端用户是相对独立的,每一个用户加至集中器的负载为泊松过程。经过统计,每个用户在办公时间内通信的平均数据率为每分钟12分组,每一分组的长度服从指数分布,平均长度为1200比特。数据集中
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