- •1. Системы массового обслуживания
- •1.1. Основные понятия смо
- •Классификация смо
- •Характеристики смо
- •Связи между основными характеристиками (формулы Литтла)
- •1.2. Потоки заявок
- •1.2.1. Простейший (пуассоновский) поток
- •1.2.2. Потоки Эрланга
- •Аппроксимация произвольного потока заявок потоком Эрланга
- •1.2.3. Верификация потоков заявок
- •Критерий Пирсона
- •Критерий Колмогорова
- •Расчеты для проверки гипотезы по критерию Колмогорова
- •1.3. Марковские процессы
- •1.3.1. Марковские процессы с дискретными состояниями и дискретным временем перехода
- •1.3.2. Марковские процессы с дискретными состояниями и непрерывным временем перехода
- •1.3.3. Процессы гибели и размножения
- •1.4. Пуассоновские смо
- •1.4.1. Одноканальные пуассоновские смо
- •1.4.2. Многоканальные пуассоновские смо
- •1.4.3. Смо с взаимопомощью каналов
- •Смо без очереди
- •С мо с неограниченной очередью
- •Смо с ограниченной очередью
- •1.4.4. Смо самообслуживания
- •1.4.5. Замкнутые смо
- •Одноканальные замкнутые смо
- •Многоканальные замкнутые смо
- •1.4.6. Многофазные смо
- •Многофазные смо без потерь
- •Многофазные смо без очереди
- •1.5. Пуассоновские сети смо
- •1.5.1. Ациклические сети смо
- •1.5.2. Циклические сети смо
- •1.6. Непуассоновские смо
- •1.6.1. Анализ непуассоновских смо методом Эрланга
- •1.6.2. Анализ непуассоновских смо методом вложенных цепей Маркова
- •1.7. Смо с приоритетами
- •1.7.1. Одноканальные смо с приоритетами
- •1.7.2. Многоканальные смо с приоритетами
- •1.8. Оптимизация 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
С мо с неограниченной очередью
(б)
Очередь начинается после состояния .
Для расчета см. формулы (1.37) и (1.38).
(в)
Очередь начинается после состояния
(р)
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: .
Сравним характеристики СМО:
Смо с ограниченной очередью
(б)
Для расчета см. формулу (1.34), а для – формулы в том же пункте.
(в)
Очередь начинается после состояния .
Для расчета см. формулы (1.22 – 1.25) с заменой на m.
(р)
Очередь начинается после состояния .
Для расчета см. формулы (1.22 – 1.25) с заменой на m и N на N+m-1. Средняя длина очереди равна:
.
Для получения окончательной формулы см. (1.32) и (1.33):
.
Сравним характеристики СМО:
.
Что касается других характеристик, можно указать только соотношения между некоторыми из них:
Равномерная взаимопомощь (р) наиболее эффективная из всех, а про взаимопомощь «все как один» (в) ничего определенного сказать нельзя, так как все зависит от соотношения , , m, N.
1.4.4. Смо самообслуживания
Системы, в которых нет отказа и отсутствует очередь, называются СМО самообслуживания. Такие требования к СМО будут выполняться, если в СМО число каналов будет стремиться к бесконечности.
Размеченный граф такой СМО представлен на рис. 1.14.
Рис. 1.14. Размеченный граф СМО самообслуживания
Для анализа СМО самообслуживания достаточно использовать формулы Литтла. Так как СМО без потерь, то , а , остальные характеристики СМО равны: .
Определим вероятность состояния − вероятность того, что система будет свободна:
.
Так как формулы Литтла справедливы для СМО с произвольными потоками заявок и временем обслуживания, то формулы для и тоже справедливы для СМО самообслуживания с произвольными потоками заявок и временем обслуживания. В то же время, при выводе формулы для использованы процессы гибели и размножения, поэтому полученное выражение справедливо только для пуассоновских СМО самообслуживания.
1.4.5. Замкнутые смо
Чтобы представить этот класс СМО, рассмотрим ее пример. Пусть есть n станков – источники заявок, каждый из которых выходит из строя с интенсивностью . Для обслуживания выходящих из строя станков имеются каналы обслуживания. Если число каналов m = 1, то замкнутая система одноканальная, если m > 1, то замкнутая система многоканальная.