- •44 Часа.
- •Часть 3. Системы массового обслуживания
- •Оглавление тема 3 управление системами массового обслуживания
- •Важнейшие характеристики систем массового обслуживания (смо)
- •Классификация смо
- • Поток (скорость поступления) клиентов (заявок)
- •Длина очереди
- •Μ Поток (скорость) обслуживания
- •Число серверов в системе
- •Размер популяции клиентов
- •Надстройка ms Excel – QueueMods.Xla
- •Расчет параметров смо при помощи надстройки QueueMods
- •Практические задания.
- •Оценка экономической эффективности смо.
- •Зайцев м.Г., Варюхин с.Е. Методы оптимизации управления и принятия решений: примеры, задачи, кейсы. М.: Дело, 2011. - 664 с.
Μ Поток (скорость) обслуживания
Поток обслуживания µ - средняя скорость обслуживания для каждого сервера при случайном времени обслуживания конкретного клиента. Все серверы предполагаются одинаковыми, среднее время обслуживания постоянно.
Ф ункция распределения для времени обслуживания – экспоненциальное распределение. Формулы теории массового обслуживания выведены большей частью для этого случая!
Пуассоновский (простейший) поток
Стационарный
Ординарный
Без последействия (вероятность наступления события в следующий очень малый промежуток времени пропорциональна только величине этого промежутка и не зависит от того как долго мы ожидали его до этого).
Функция распределения для времени между событиями – экспоненциальное распределение
p(t) = µ*exp(-µt)
Среднее время между двумя последовательными событиями
< t > = 1 / µ или < t > = 1 /
Стандартное отклонение (характерный разброс) для интервала времени между двумя последовательными событиями:
σ = 1 / µ или σ = 1 /
Вероятность того, что до наступления нового события пройдет время не более чем t: P(t) = 1 - exp(-t)
Распределение Пуассона — вероятность того, что за единицу времени произойдет ровно N событий — позволяет рассчитать вероятность того, что за единицу времени соответствующую ед. измерения потока в систему поступит заданное количество заявок.
p
(N) = e-N/N!
Если =3 соответствует 3 событиям в минуту, то распределение на рисунке показывает вероятность поступления ровно 1 клиента в минуту, ровно 2 клиентов в минуту, ровно 3….
Число серверов в системе
S
Общее количество обслуживающих объектов – количество касс, число телефонных линий, число специалистов и т.д.
Предполагается, что все они имеют одинаковую среднюю скорость обслуживания µ и работают без перерывов.
Размер популяции клиентов
К
Сколько всего клиентов могут обратиться в систему обслуживания.
Если это число невелико, поступление очередного клиента на обслуживание существенно уменьшает потенциальный поток клиентов , поэтому при малых K указывают не общий поток клиентов, а только поток заявок от одного клиента 1. Это требует отдельных формул расчета характеристик СМО (модель «Ограниченная популяция»).
Длина очереди
N
Общее количество клиентов, которые могут ожидать обслуживания.
Предполагается, что даже если серверов несколько, очередь к ним одна. Обслуживаемые клиенты плюс длина очереди дают общее количество клиентов в системе.
Если очередь ограничена, т.е. не может расти сколько угодно, часть клиентов не впускается в систему. Это требует отдельных формул расчета характеристик СМО (модель «Ограниченная очередь»).
Формулы для расчета характеристик СМО для бесконечной популяции клиентов и неограниченной очереди
Параметр |
Ф |
ρ |
|
P0 |
|
Ls |
|
Lq |
|
Pn |
|
W |
|
Wq |
|
Здесь:
– коэффициент утилизации (процент загрузки) любого из серверов системы
S – число серверов (каналов обслуживания)
–
средняя скорость прибытия
(интенсивность входного потока заявок)
–
средняя скорость обслуживания для
каждого сервера.
Lq – средняя длина очереди (число ждущих, но не обслуживаемых клиентов)
L – среднее число клиентов в системе
Wq – среднее время ожидания в очереди
W – среднее время пребывания клиента в системе (ожидание плюс обслуживание)
P0 – вероятность отсутствия клиентов в системе
Pn – вероятность того, что в системе ровно n клиентов
