The Queue Length Distribution for M/G/1 Queue with Delay Single Server Vacation

1　IntroductionDuringrecentseveraldecadesmanyauthorsstudiedM/G/1queueswithdifferentservervacationregimes(seeRefs.[1～6]).Theynotonlystudiedthestochasticdecompositionpropertiesofthequeuelengthandwaitingtimewhenthesystemisinequilibrium,butalsostudiedthetransientandequilibriumdistributionsofthequeuelength.InRef.[6]theau-thorsstudiedM/G/1queuewithdelaymultipleservervacationsinwhichtheserverhasthreestates:vacation-preparation,vacationandbusyperiod.InthispaperwefirstdiscusstheM/G/1queuewithdelay…     

延迟多重休假MX/G/1排队系统的队长分布

考虑延迟多重休假的M^x／G／1排队，在假定延迟时间、休假时间和服务时间都是一般概率分布函数下，研究了队长的瞬态和稳态性质、通过引进“服务员忙期”，导出了在任意时刻t瞬态队长分布的L变换的递推表达式和稳态队长分布的递推表达式，以及平稳队长的随机分解．     

延迟N-策略M/G/1排队系统队长的瞬态和稳态分布

研究延迟N-策略M/G/1排队系统,讨论了队长的瞬态和稳态性质.通过引进"服务员忙期"和使用全概率分解技术,导出了在任意时刻t瞬态队长分布的L变换的递推表达式和稳态队长分布的递推表达式,以及平稳队长的随机分解.     

基于Geom/G/1休假排队的顾客止步策略研究

将决策行为引入排队模型中, 以顾客追求利益最大化为出发点, 研究空竭服务、多重休假Geom/G/1排队模型中顾客的优化止步策略. 在不可见排队的前提下, 基于"收益-成本"结构, 采取均值分析的方法, 构建顾客个人和顾客总体的收益函数, 进而, 在不同参数范围内, 分析并确定出顾客均衡策略和社会最优策略. 最后, 通过数值模拟完善结论.     

Recursive Solution of Queue Length Distribution for Geo/G/1 Queue with Delayed Min(N,D)-Policy

In this paper we consider a discrete-time Geo/G/1 queue with delayed Min(N, D)-policy.Using renewal process theory, total probability decomposition technique and z-transform, we study the transient and equilibrium properties of the queue length from an arbitrary initial state, and obtain both the recursive expressions of the transient state queue length distribution and the steady state queue length distribution at arbitrary time epoch n~+. Furthermore, we derive the important relations between equilibrium queue length distributions at different time epochs n~-, n and n~+. Finally, we give some numerical examples about capacity decision in queueing systems to demonstrate the application of the analytical results reported in this paper.     

带启动时间的N-策略M/G/1排队系统的队长

从任意初始状态出发, 直接研究了系统队长的瞬态分布和稳态分布.通过引进的“服务员忙期", 使用全概率分解技术和拉普拉斯变换,导出了在任意时刻t队长的瞬态分布的拉普拉斯变换的表达式,进一步获得了有重要应用价值的稳态分布的具体的递推式子,以及稳态队长的随机分解结果. 特别地,还直接获得了一些特殊排队系统的更实用的稳态队长分布的递推表达式.     

An M/G/1 Queueing System with Delay Server Vacations

ＡｎＭ／Ｇ／１ＱｕｅｕｅｉｎｇＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＤｅｌａｙＳｅｒｖｅｒＶａｃａｔｉｏｎｓ⒇ＴＡＮＧＹｉｎｇｈｕｉＴＡＮＧＸｉａｏｗｏ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｈ．,Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｃｏｌｅｇｅ,Ｕｎｉｖｅｒ．ｏｆＥｌｅｃｔｒ...     

Bernoulli反馈排队的N策略Geom／G／1排队系统的队长分布

考虑具有Bernoulli反馈排队和N策略体假的离散时间Geom/G/1排队系统,采用一种直观、简洁的全概率分解方法以及U-变换技术,研究了该排队系统队长的瞬态性质,得到队长瞬态分布的U-变换形式的递推表达式;进一步导出队长稳态分布的递推表达以及平稳队长分布的随机分解;最后,计算出稳态队长分布,并且考察了其统计性质.     

延迟N-策略Geo/G/1排队系统的队长分布及数值计算

考虑延迟N-策略离散时间Geo/G/1排队系统,使用全概率分解技术,从任意初始状态出发,研究了队长的瞬态和稳态性质,导出了在任意时刻n瞬态队长分布的z-变换的递推表达式和稳态队长分布的递推表达式,以及稳态队长的随机分解.最后,通过数值实例, 讨论了稳态队长分布对系统参数的敏感性,并阐述了获得便于计算的稳态队长分布的表达式在系统容量设计中有重要的价值.     

Queue Size Distribution of Geo/G/1 Queue Under the Min(N,D)-Policy

This paper considers a discrete-time Geo/G/1 queue under the Min(N,D)-policy in which the idle server resumes its service if either N customers accumulate in the system or the total backlog of the service times of the waiting customers exceeds D,whichever occurs first(Min(N,D)-policy).By using renewal process theory and total probability decomposition technique,the authors study the transient and equilibrium properties of the queue length from the beginning of the arbitrary initial state,and obtain both the recursive expression of the z-transformation of the transient queue length distribution and the recursive formula for calculating the steady state queue length at arbitrary time epoch n~+.Meanwhile,the authors obtain the explicit expressions of the additional queue length distribution.Furthermore,the important relations between the steady state queue length distributions at different time epochs n~-,n and n~+ are also reported.Finally,the authors give numerical examples to illustrate the effect of system parameters on the steady state queue length distribution,and also show from numerical results that the expressions of the steady state queue length distribution is important in the system capacity design.     

延迟D-策略Geo/G/1排队系统的队长分布及容量的优化设计

考虑延迟D-策略离散时间Geo/G/1排队系统, 使用全概率分解技术, 从任意初始状态出发, 研究了队长的瞬态和稳态性质, 推导出了在任意时刻n⁺ 瞬态队长分布的z-变换的递推表达式和稳态队长分布的递推表达式, 并获得稳态队长的随机分解结果, 同时得到了系统在三种任意时刻(n^-, n, n⁺)处稳态队长分布的重要关系. 最后, 通过数值实例, 讨论了稳态队长分布对系统参数的敏感性, 并阐述了获得便于计算的稳态队长分布的表达式在系统容量优化设计中的重要应用价值.     

ANALYSIS AND COMPUTATIONAL ALGORITHM FOR QUEUES WITH STATE-DEPENDENT VACATIONS I： G/M（n）/1/K

In this paper we study a queueing system with state-dependent services and state-dependent vacations, or simply G/M（n）/1/K. Since the service rate is state-dependent, this system includes G/M/c and G/M/c/K queues with various types of station vacations as special cases. We provide a recursive algorithm using the supplementary variable technique to numerically compute the stationary queue length distribution of the system. The only input requirement is the Laplace-Stieltjes transform of the interarrival distribution as well as the state-dependent service rate and state-dependent vacation rate. In a subsequent companion paper, we study its dual system M（n）/G/1/K queue with statedependent vacations.     

可重排队M／M／1（0）系统的模拟分析

使用ＳＩＭＡＮ仿真语言对可重排队Ｍ／Ｍ／１（０）系统进行了仿真模拟试验和分析。仿真试验结果除与该系统的理论解析解一致外，还具有简捷、直观、高效、低耗的优点，尤其在分析系统参数（顾客到达时间间隔、服务时间、顾客重复排队的时间间隔）对系统的服务务性能的影响方面，上述优势体现得更为明显.     

一类休假的Geo~X/G/1可修排队的可靠性分析

考虑单重休假、Bernoulli反馈和可变输入率的离散时间Geo~X/G/1可修排队.顾客的批到达速率与服务器的休假有关.刚服务完的顾客以概率1-θ进入队列寻求下次服务.服务器在服务过程中可能故障需修复后再继续工作.借助更新过程理论、z变换和一种分解法,研究了时刻n+位于服务器忙期的条件概率、服务器的瞬态和稳态不可用度以及(0~+,n~+]时间内服务器的平均故障次数和稳态故障频度,揭示了这类离散时间可修排队中服务器可靠性指标的结构,得到了一些特殊可修排队的可靠性结果.最后通过数值实例分析了系统参数对服务器可靠性指标的影响.     

ANALYSIS AND COMPUTATIONAL ALGORITHM FOR QUEUES WITH STATE-DEPENDENT VACATIONS II： M（n）/G/1/K

We study a single-server queueing system with state-dependent arrivals and general service distribution, or simply M（n）/G/1/K, where the server follows an N policy and takes multiple vacations when the system is empty. We provide a recursive algorithm using the supplementary variable technique to numerically compute the stationary queue length distribution of the system. The only input requirements are the Laplace-Stieltjes transforms of the service time distribution and the vacation time distribution, and the state-dependent arrival rate. The computational complexity of the algorithm is O（K^3）.     

Geom/G_1,G_2(Geom/G)/1/1可修Erlang消失系统的可靠性指标及其计算机仿真分析

研究Bernoulli到达且无等待空间的单服务员离散时间可修Erlang消失排队系统.系统中服务员可向顾客提供两种不同类型的服务,即常规服务和可选二次服务.在系统运行过程中服务设备的故障可以引起系统中顾客的清空.采用一种新型的离散补充变量技术,给出了系统稳态可用度,稳态失效频度,首次故障前平均时间,服务员空闲概率,故障概率,工作概率以及系统稳态损失概率等一系列性能指标.最后通过数值实例和计算机仿真验证了理论分析技术的合理性和有效性.     

具有温储备失效的M/G/1可修排队系统

本文把“服务台在系统闲期中可能温储备失效”引入到M/G/1可修排队系统中,考虑了具有温储备失效特征的M/G/1可修排队系统.使用全概率分解技术和利用拉普拉斯变换工具,导出了在任意时刻t队长的瞬态分布的拉普拉斯变换的表达式,进一步获得了队长的稳态分布的递推式,同时,给出了稳态队长和稳态等待时间的随机分解结果. 最后通过数值计算实例讨论了平均附加队长随温储备失效参数和修复参数的变化情况.     

具有启动失效的MAP/G/1一般重试系统分析

考虑具有启动失效的M AP/G/1一般重试排队系统,即系统中顾客在服务台空闲或服务结束时,以概率θ成功接受服务,而以概率=θ1-θ服务失效,并且服务台开始处于修理期。利用补充变量法和RG分解求得稳态时系统的队长分布以及系统的平均忙期等指标。     

分析M／G／1排队系统队长分布的方法注记

利用系统忙期和ＬＳ变换，本文获得从任意初始状态出发的Ｍ／Ｇ／１排队系统队长瞬态解的ＬＳ变换表达式以及平稳队长分布的表达式，并在Ｍ／Ｍ／１排队系统中验证了其正确性．值得注意的是本文提出的方法简洁、直观．     

基于Max(N,D)策略的M/G/1排队系统的稳态指标

考虑一个由N策略和D策略同时控制的M/G/1排队系统.当顾客的到达个数至少为N个同时等待顾客的服务时间之和大于某非负实数D时,空闲的服务台重新开始服务顾客(称此服务启动策略为Max(N,D)策略).在此策略下,由于闲期到达顾客的服务时间是条件相依的,故队长的随机分解不再成立.通过将顾客分成两类,并借助拉普拉斯变换和概率分析,研究了该排队系统的稳态队长分布、稳态闲期和忙期分布、稳态服务时间积压量分布以及顾客的稳态逗留时间分布.数值算例分析了N、D和Max(N,D)策略对稳态平均队长的影响.在数值上获得了系统稳态费用最小的最优策略临界值,并比较了N、D、Max(N,D)和Min(N,D)策略的优越性.