Добавил:
СПбГУТ * ИКСС * Программная инженерия Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебные пособия / ММвСС (2018) v3.pdf
Скачиваний:
181
Добавлен:
15.01.2020
Размер:
3.99 Mб
Скачать

4.2 Характеристики потоков заявок

Основные характеристики потока вызовов -ведущая функция потока, -параметр потока, -интенсивность потока.

Под параметром потока λ(t) в момент времени t понимается предел отношения вероятности поступления хотя бы одного вызова за время [t, t + τ) к длине этого отрезка времени τ при τ→0:

lim

π1(t,t +τ)

= λ(t)

τ 0

τ

 

Параметр потока есть плотность вероятности наступления вызывающего момента в момент t. Тогда вероятность поступления одного и более вызовов за время [t, t + τ):

π1(t,t +τ) = λ(t)τ +O(τ), τ 0

Для стационарного потока, вероятность поступления определенного числа вызовов за некоторый промежуток времени одна и та же и не зависит от месторасположения на оси времени этого промежутка. Следовательно, и плотность вероятности поступления вызовов стационарного потока, т. е. его параметр λ(t), есть величина постоянная, не зависящая от момента t, т. е. λ(t)=λ.

π1(t,t +τ) = λτ +O(τ), τ 0

41

-Ведущая функции потока Λ(0, t) - математическое ожидание числа вызовов, поступающих в промежутке времени [0, t),

-Параметр потока λ(t) характеризует не поток вызовов, а поток вызывающих моментов, и эта характеристика относится не ко всему отрезку [0, t), а лишь к фиксированному моменту t.

-Интенсивностью стационарного потока называется математическое ожидание числа вызовов, поступающих в единицу времени.

42

4.3 Простейший поток вызовов

Простейшим потоком называется стационарный ординарный поток без последействия.

Математическая модель простейшего потока

Определим вероятности поступления точно k(k=0, 1, 2, ...) вызовов на отрезках времени [t0, t0+t): pk(t0, t0+t).

Будем рассматривать отрезок времени [t0, t0+t+τ), который можно представить состоящим из двух примыкающих друг к другу отрезков: [t0, t0+t+τ)=[t0,+t0+t)+[t, t+τ). Для того чтобы в течение отрезка [t0, t0+t+τ) поступило точно k событий, необходимо, чтобы за первый промежуток времени [t0, t0+t) поступило k, или k-1, ..., или k-i, ..., или 0 событий и соответственно за второй промежуток 0, или 1, ..., или i, ..., или k событий.

Введем обозначения:

pk(t0, t0+t+τ) - вероятность поступления точно k событий за отрезок времени [t0, t0+t+τ);

pk-i(t0, t0+t) - … k-i событий за первый отрезок времени [t0, t0+t); pi(t, t+τ) - … i событий за второй отрезок времени [t, t+τ).

Упростим обозначения как отрезков времени, так и вероятностей:

[t0, t0+t+τ) -> [t+τ);

[t0, t0 + t) -> [t);

[t, t+τ) -> [τ) и соответственно pk(t0, t0+t+τ) . pk(t+τ); pk-i(t0,t0+t).pk-i(t); pi(t, t+τ) . pi(τ).

43

Простейший поток является потоком без последействия. Поэтому независимыми являются события, заключающиеся в поступлении какого-либо числа вызовов за первый и второй промежутки времени, и вероятность поступления точно k вызовов

за время [t+τ) для каждой реализации i=0, 1, ..., k составляет pk(t+τ)i=pk-i(t)pi(τ), i=0,

1, ..., k. Поскольку реализации с i=0, 1, ..., k представляют несовместимые события,

то согласно формуле полной вероятности имеем

k

k

 

pk (t +τ) = pk (t +τ)i = pk i

(t) pi (τ), k = 0,1,2

i=0

i=0

 

Устремим отрезок времени τ к нулю.

 

pk (t +τ) = pk 1(t +τ) p1(τ) + pk (t +τ) p0 (τ), k = 0,1

p1(τ) =π1(τ) π2 (τ) = λτ +O(τ)

 

dpk (t) = λpk 1(t) λpk (t), k = 0,1

p0 (τ) =π0 (τ) π1(τ) =1λτ +O(τ)

 

 

dt

pk (t) =

(λt)k

eλt ,

k = 0,1,2

k!

 

 

 

Таким образом, вероятность поступления точно k событий простейшего потока за отрезок времени t определяется формулой Пуассона.

44

При t→0 можно считать вероятностью того, что в промежуток времени t поступит хотя бы один вызов, равной:

pk1 = λ nt ,

а вероятностью того, что не поступит ни одного вызова, равной:

 

pk =0 =1λ t

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

p

 

= Ck p

k

p

nk

 

 

t k

t nk

n,k

k1

k =0

= Ck λ

 

1λ

 

 

n

 

 

n

n

n

при

n → ∞

lim pn,k =

(λt)k

eλt

 

 

 

 

 

 

 

 

k!

 

 

 

45

Распределение Пуассона

Интервалы времени между событиями

Функция распределения

 

 

F(z) = p(Z < z) =π1(z) =π0 (z) p0 (z) =1eλz

 

Плотность распределения

 

f (z) = λeλz

Математическое ожидание Дисперсия

Mz = z λeλz dz =

1

Dz = z2 λeλz dz Mz2 =

1

λ

2

−∞

 

−∞

 

 

λ

 

 

 

 

 

Среднеквадратическое

σZ =

 

=

1

 

 

Dz

 

 

отклонение

 

 

 

 

λ

46