- •Тема 1. Потоки событий. 3
- •Тема 1. Потоки событий.
- •Пуассоновские потоки событий. Свойства пуассоновских потоков.
- •Экспоненциальное распределение. Связь экспоненциального распределения с пуассоновскими потоками.
- •Операции с пуассоновскими потоками.
- •Потоки Эрланга.
- •Расчеты для проверки гипотезы по критерию Пирсона
- •Верификация законов распределения потоков событий. Критерий согласия Пирсона
- •Распределение числа заявок в час
- •Критерий Пирсона
- •Верификация законов распределения потоков событий. Критерий согласия Колмогорова
- •Расчеты для проверки гипотезы по критерию Колмогорова
- •Тема 2. Марковские процессы.
- •Классификация марковских процессов. Анализ марковских процессов с дискретными состояниями и дискретным временем.
- •Марковские процессы с дискретными состояниями и дискретным временем перехода
- •Марковские процессы с дискретными состояниями и непрерывным временем.
- •Уравнения Колмогорова при анализе марковских процессов.
- •Процессы гибели и размножения.
- •Тема 3. Системы массового обслуживания.
- •Классификация смо.
- •Характеристики смо. Формулы Литтла.
- •Связи между основными характеристиками (формулы Литтла)
- •Анализ пуассоновских одноканальных смо с ограниченной и неограниченной очередями .
- •Анализ одноканальных и многоканальных смо без очереди.
- •Анализ пуассоновских многоканальных смо с неограниченной очередью.
- •Анализ пуассоновских многоканальных смо с ограниченной очередью.
- •Смо самообслуживания
- •Одноканальные замкнутые смо.
- •Многоканальные замкнутые смо.
- •Смо с взаимопомощью между аппаратами. Анализ смо с дисциплиной взаимопомощи "все как один".
- •Смо без очереди
- •Смо с ограниченной очередью
- •Анализ смо с равномерной дисциплиной взаимопомощи.
- •Анализ пуассоновских фазных смо с неограниченными очередями.
- •Многофазные смо без потерь
- •Анализ пуассоновских фазных смо с отказами без блокировки первой фазы.
- •Анализ пуассоновских фазных смо с отказами с блокировкой первой фазы.
- •Анализ ациклических пуассоновских сетей смо.
- •Анализ циклических пуассоновских сетей смо.
- •Метод Эрланга анализа непуассоновских смо с входным потоком Эрланга.
- •Метод Эрланга анализа непуассоновских смо с распределением Эрланга времени обслуживания.
- •Анализ одноканальных смо методом вложенных цепей Маркова с произвольным входным потоком заявок и экспоненциальным распределением времени обслуживания
- •Анализ одноканальных смо методом вложенных цепей Маркова с пуассоновским входным потоком заявок и произвольным распределением времени обслуживания.
- •Анализ одноканальных смо с приоритетами.
- •Анализ пуассоновских многоканальных смо с приоритетами.
- •Задачи оптимизации параметров смо.
- •Задача оптимальной интенсивности обслуживания в одноканальной смо с бесконечной очередью
- •Задача оптимальной интенсивности в одноканальной смо без очереди
- •Задачи оптимизации параметров многоканальной смо
- •Задачи оптимизации смо по нескольким параметрам
- •Тема 4. Теория игр.
- •Матричные игры с седловой точкой.
- •Решение матричных игр 2 х 2 без седловой точки .
- •Графоаналитический метод решения матричных игр 2 х m.
- •Графоаналитический метод решения матричных игр n х 2.
- •Решение матричных игр n х m без седловой точки.
- •Решение биматричных игр 2 х 2.
- •Решение биматричных игр n х m.
- •Коалиционные игры.
- •Проблема дележа выигрыша между участниками коалиции
Одноканальные замкнутые смо.
Размеченный граф для такой системы имеет вид:
Рис. 1.15. Размеченный граф одноканальной замкнутой СМО
Составим систему уравнений для определения предельных вероятностей:
,
или
.
,
– вероятность
того, что все станки работают, а аппарат
обслуживания простаивает.
Отметим, что отказов в замкнутых СМО нет.
Если определять среднее число заявок в системе как указано в п.1.1., то Ls будет рассчитываться в соответствии с выражением:
.
Но мы рассчитаем исходя из особенности одноканальной замкнутой СМО. Если система находится в равновесии, то общая эффективная интенсивность обслуживания и эффективный поток заявок должны быть равны:
.
Эффективный поток
заявок определяется выражением:
,
а эффективная интенсивность обслуживания:
.
Получаем уравнение для определения :
;
,
где
.
Остальные характеристики определяются по следующим формулам:
;
;
;
;
;
Многоканальные замкнутые смо.
Размеченный граф
данного класса СМО приведен на рис. 1.16
(
).
Рис. 1.16. Размеченный граф многоканальной замкнутой СМО
Определим предельные вероятности состояний системы.
;
;
;
;
.
После упрощения получим:
.
Также как в одноканальных замкнутых СМО Ротк =0.
В отличии от
одноканальных в многоканальных нельзя
составить уравнение исходя из равенства:
.
Поэтому
среднее
число заявок в системе определяется
традиционно:
.
Затем можем определить эффективны поток
заявок
.
После чего используя формулы Литтла
рассчитываются остальные характеристики:
;
;
.
В частном случае,
когда
и
,
СМО распадается на m
одноканальных, т.е. за каждым каналом
закрепляется один источник заявок
(станок).
Для отдельного канала и всей СМО в целом выполняется: .
Загруженность
отдельного канала
,
а число заявок в системе
.
Кроме того, в данной СМО
и
Смо с взаимопомощью между аппаратами. Анализ смо с дисциплиной взаимопомощи "все как один".
Рассмотрим следующие дисциплины взаимопомощи:
(в) – "все как один" (все каналы обслуживают одну заявку до тех пор, пока не закончат);
(р) – равномерная взаимопомощь (равномерно обслуживаются все заявки, находящиеся в СМО): если в системе одна заявка – ее обслуживают все каналы, если в системе две заявки – все каналы разбиваются на две группы и обслуживают обе заявки и т.д. Особенностью этого вида взаимопомощи является выполнение условия – при наличии в СМО хотя бы одной заявки все каналы заняты.
(б) – СМО без взаимопомощи.
Будем рассматривать случаи, когда при взаимопомощи каналов общая интенсивность обслуживания СМО линейно зависит от числа каналов:
,
где – интенсивность обслуживания одного канала.
Смо без очереди
(в)
Для расчета
см. формулы (1.17) и (1.18)
с заменой
на m.
Всего два состояния, так как каналы не
прерывают обслуживание, пока не закончат
обслуживание одну заявку.
(из раннего):
Вероятность отказа заявки в обслуживании равна :
.
Среднее число заявок в системе равно:
. (1.17)
Среднее время пребывания в СМО равно среднему времени обслуживания:
; (1.18)
так как очереди в СМО нет, то
Эффективный поток заявок определяется по формуле:
.
СМО с неограниченной очередью
(в)
Очередь начинается после состояния
Отметим, что
размеченные графы для обеих дисциплин
взаимопомощи одинаковые, из чего следует,
что предельные вероятности состояний
одинаковые. Это означает, что
и
равны для равномерной и "все как один"
дисциплин взаимопомощи. Для их расчета
следует использовать формулы одноканальной
СМО с неограниченной очередью, заменив
в них
на m.
Для расчета
следует использовать формулы одноканальной
СМО с неограниченной очередью, заменив
в них
на m.
Отметим, что
.
Средняя
длина очереди для равномерной дисциплины
взаимопомощи определяется выражением:
.
Одноканальная СМО с неограниченной очередью. Так как СМО без отказов, то , а .
Для получения формул расчета характеристик СМО воспользуемся формулами для СМО с ограниченной очередью.
. (1.26)
Чтобы существовал предел, необходимо выполнение условия , которое означает, что интенсивность обслуживания должна быть больше интенсивности потока заявок, иначе очередь будет расти до бесконечности.
Отметим, что в СМО с бесконечной очередью
. (1.27)
Предел (1.26) равен: , и тогда
; (1.28)
; (1.29)
. (1.30)
