数学建模07 —— 排队论

模型背景

排队论发源于上世纪初。当时美国贝尔电话公司发明了自动电话,当时通话线路与电话用户呼叫的数量关系如何妥善解决问题久久未能解决,1909年丹麦的哥本哈根电话公司A.K.埃尔浪(Erlang)在热力学统计平衡概念的启发下解决了这个问题

排队现象

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排队服务过程

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排队系统的要素

1.顾客输入过程
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2.排队结构与排队规则
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3.服务机构与服务规则
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排队模型

(一)系统运行状态参数
系统状态N ( t ):指排队系统在时刻 t 时的全部顾客数N(t),包括“排队顾客数”和“正被服务顾客数”
系统状态概率:
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(二)系统运行指标参数
——评价排队系统的优劣
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单服务台负指数分布M/M/1排队系统

模型条件:
1.输入过程:顾客源是无限的,顾客到达完全是随机的,单个到来,到达过程服从普阿松分布,且是平稳的
2.排队规则——单队,且队长没有限制,先到先服务
3.服务机构——单服务台,服务时间的长短是随机的,服从相同的指数分布

模型公式计算:
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例题

某医院急诊室同时只能诊治一个病人,诊治时间服从指数分布,每个病人平均需要15分钟。病人按泊松分布,平均每小时到达3人,对此排队系统进行分析
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M/M/S模型

  • 此模型与M/M/1模型不同之处在于有S个服务台,各服务台的工作相互独立,服务率相等,如果顾客到达时,S个服务台都忙着,则排成一队等待,先到先服务的单队模型
  • 整个系统的平均服务率为sμ,ρ = λ/sμ,(ρ<1)为系统的服务强度
    公式:
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例题

承接上例题,假设医院增强急诊室的服务能力,使其同时能诊治两个病人,且平均服务率相同,分析系统工作情况
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