- •Передмова
- •І. Основні поняття теорії масового обслуговування
- •Поняття системи масового обслуговування
- •Класифікація смо
- •Вхідний потік заявок
- •Час обслуговування
- •Ланцюг Маркова
- •Марковський процес, що описує смо з відмовами
- •Деякі критерії ефективності роботи смо
- •Іі. Смо з відмовами
- •Усталений режим роботи смо з відмовами
- •Ііі. Смо з очікуванням
- •Марковський процес, що описує смо з очікуванням
- •Усталений режим роботи смо з очікуванням
- •Час знаходження заявки в черзі
- •VI. Смо змішаного типу
- •Марковський процес, що описує смо змішаного типу з обмеженням довжини черги
- •Усталений режим роботи смо змішаного типу з обмеженням на довжину черги
- •Час знаходження заявки в черзі
- •Марковський процес, що описує смо змішаного типу з обмеженим часом очікування в черзі
- •4.5 Усталений режим роботи смо змішаного типу з обмеженням часу очікування обслуговування
- •V. Розв’язування типових задач
Час знаходження заявки в черзі
Однією з основних характеристик ефективності роботи СМО з чергою є час знаходження заявки в черзі, тобто час очікування початку обслуговування. Це є випадкова величина, позначимо її через Y і знайдемо її закон розподілу.
Ймовірність
– це ймовірність того, що час знаходження
заявки в черзі більше проміжку часу τ.
Для знаходження цієї ймовірності
застосовуємо формулу повної ймовірності:
,
де
– ймовірність того, що на момент часу
t, коли
заявка потрапила в СМО, там
знаходиться k
заявок, а
– умовна ймовірність того, що час
знаходження заявки в черзі більше
проміжку часу τ,
якщо на момент t,
коли заявка потрапила в СМО,
там знаходилось k
заявок. Очевидно, що чекати слід тільки
тоді, коли
.
Отже,
.
(3.10)
Припустимо, що на момент
надходження заявки в СМО знаходиться
заявок. Оскільки дисципліна черги
найпростіша, то нова заявка почне
обслуговуватись після того, як будуть
обслуговані
заявки.
Позначимо через
ймовірність того, що за час
закінчить обслуговування i
заявок. Тоді за теоремою додавання
ймовірностей
,
(3.11)
оскільки час очікування буде
більшим за
тільки
в тому випадку, коли за цей час закінчить
обслуговування не більше ніж
заявок.
Час обслуговування заявки
має показниковий закон розподілу з
параметром μ.
Отже, ймовірність того, що час обслуговування
каналом однієї заявки, буде більшим за
τ,
дорівнює
.
Це означає, що з ймовірністю
за час τ
даний канал не звільниться. Внаслідок
незалежності роботи каналів, ймовірність
того, що за час τ
не звільниться жоден з n
каналів, дорівнює:
.
(3.12)
Процес звільнення каналів є
найпростішим (це твердження є наслідком
показникового закону розподілу часу
обслуговування). З формули (3.12) випливає,
що параметр цього процесу
.
Отже, ймовірність того, що за час τ
обслуговування закінчить рівно і
заявок, дорівнює:
.
Підставимо цей вираз в формулу (3.11), а потім (3.10) і одержимо:
.
Міняємо порядок підсумовування і одержуємо:
.
Отже,
.
Очевидно, що
при
.
Отже функція розподілу часу знаходження
заявки в черзі має вигляд:
.
Щільність розподілу ймовірностей часу знаходження заявки в черзі:
.
Середній час очікування обслуговування дорівнює математичному сподіванню часу знаходження заявки в черзі:
.
Отже,
.
(3.13)
Якщо
,
то середній час очікування обслуговування
.
Використовуючи формули (3.7) і (3.13) знайдемо зв’язок між середнім часом перебування заявки в черзі та середнім числом заявок в черзі :
.
Це є друга формула Литтла (1.10), що розглядалась в розділі І. За першою формулою Литтла (1.9) можна знайти середній час перебування заявки в системі:
,
(
шукається за формулою (3.9).
Питання для самоконтролю
Яким процесом описується СМО з очікуванням?
Як виводяться формули для перехідних ймовірностей?
Який вигляд має розмічений граф станів для СМО з очікуванням?
Запишіть систему рівнянь Колмогорова для СМО з очікуванням.
Яка умова є необхідною для існування усталеного режиму роботи СМО та її зміст?
Виведіть основні формули для СМО з очікуванням в усталеному режимі.
Чому дорівнює ймовірність очікування обслуговування та середнє число заявок в черзі?
Який вигляд має функція розподілу часу знаходження заявки в черзі?
Сформулюйте формулу Литтла.
