离散时间有限缓冲空间GI / Geom / 1 / N 工作休假排队系统稳态概率算法及性能分析

综合使用离散补充变量方法和嵌入Markov链技术研究了离散时间有限缓冲空间工作休假GI/Geom/1/N排队系统.首先运用离散补充变量方法给出一个重要等式,从而获得系统在稳态情形下任意时刻队长分布和顾客到达前夕队长分布的迭代关系.然后,再利用嵌入Markov链技术通过求解不变概率测度方程获得顾客到达前夕队长分布的数值解.而后将顾客到达前夕队长分布代入迭代公式求得稳态情形下任意时刻的队长分布.最后给出几个特殊情形下的数值计算实例,并讨论了系统参数对几个主要性能指标的影响.     

负顾客、带启动期和备用服务员的M/M/1休假排队系统

考虑一类有正、负顾客, 带启动期和有备用服务员的M/M/1休假排队系统. 负顾客一对一抵消队尾的正顾客(若有), 若系统中无正顾客, 到达的负顾客自动消失, 负顾客不接受服务.系统中两个服务员, 其中一个在岗工作时另外一个备用.上岗服务员若因为某种原因休假, 备用服务员立即替换上岗.当系统变空时, 系统关闭.用拟生灭过程和矩阵几何解方法, 得到了稳态队长的分布, 此外, 证明了稳态条件下队长的条件随机分解并得到了附加队长的分布. 最后, 通过两个数值例子说明该模型可以较好的模拟一些实际问题.     

具有强占优先权的不耐烦顾客的M/M/m/k排队模型

首先研究只有一类不耐烦顾客的M/M/m排队模型,其中顾客到达服从相互独立的泊松分布,服务时间服从相互独立的指数分布,到达率与服务率随着系统中的顾客数而发生变化。顾客的耐心等待时间(截止到服务开始前)服从指数分布。在此基础上进一步研究两类顾客到达的M/M/m/k排队系统。其中第一类顾客对于第二类顾客有强占优先权,两类顾客的到达率与服务率随着系统中顾客人数而发生变化。采用矩阵分析的方法得到了两类顾客各自的稳态分布,并有相应的性能分析,为系统的优化设计提供了依据。     

具有两个服务阶段的负顾客Mξ/(G1,G2)/1休假排队系统

研究一类批到达排队系统,单服务台提供两个不同阶段的服务,并且考虑空竭服务单重休假和有负顾客到达的情形.正顾客接受第一个阶段服务后立即接受第二个阶段服务,在正顾客接受两个阶段服务的过程中均可能有负顾客到达,负顾客不接受服务,只抵消正在接受服务的正顾客.运用补充变量法列出稳态下系统的状态偏微积分方程组,从而求得了系统主要排队指标及稳态队长的概率母函数的随机分解结果.     

带负顾客和不耐烦顾客的离散时间Geo/G/1重试排队

考虑了一个带负顾客和不耐烦顾客且重试时间为一般分布的离散时间Geo/G/1重试排队系统. 负顾客带走一个正在服务的顾客, 而对重试组中的顾客无影响.正顾客到达系统若遇服务器忙则可能进入重试组也可能离开系统.通过对此排队系统的嵌入马氏链进行分析, 得到了重试组队长和系统队长的概率母函数. 进而得到了一系列重要的排队指标. 此外, 还推导出了系统的稳态存在条件. 以及对无负顾客和不耐烦顾客时的特例进行了分析. 最后通过几个具体的数值实例演示了一些参数对系统关键性能指标的影响.     

N-策略与Min(N,V)-策略的M/G/1/∞排队系统等待时间的随机分解结构

在一些关于N-策略休假的M/G/1/∞排队模型研究中,由于顾客的等待时间与该顾客到达时刻以后的输入间隔时间不再独立,因此对顾客的稳态等待时间分布的讨论较为困难,更多是集中在系统的稳态队长和附加队长的讨论上,很少有文献讨论顾客的稳态等待时间及其随机分解.本文首先考虑经典N-策略休假的M/G/1/∞排队系统,讨论了顾客的稳态等待时间分布,给出了顾客的稳态等待时间的随机分解结果和顾客的附加延迟时间分布的显式表达式,同时,指出了已有结果的错误.其次,我们考虑在多重休假和单重休假下具有Min(N,V)-策略控制的M/G/1/∞排队系统,给出了顾客的稳态等待时间的随机分解结果,获得了顾客的平均稳态等待时间和平均附加延迟时间表达式.特别地,通过本文可直接获得一些特殊排队系统的相应结果.     

带有止步和中途退出的同步N-策略多重休假的M/M/R/K排队系统的性能分析

研究了带有止步和中途退出的同步N策略多重休假的M/M/R/K排队系统.在服务员全忙或者正在休假时,到达的顾客或者决定进入系统等待服务,或者不进入系统;而进入系统的顾客因为等待的不耐烦在没有接受服务的情况下也可能离开系统.当系统变空时,所有服务员立即进行N策略多重休假.首先,利用马尔科夫过程理论建立了系统稳态概率满足的方程组.其次,利用分块矩阵的解法求出了系统稳态概率的矩阵解,并得到了系统的平均队长、平均等待队长及顾客的平均损失率等性能指标.最后,求出了在服务员全忙时进入系统并最终接受服务的顾客的条件等待时间分布及条件平均等待时间.     

多重假期中以概率p进入的M/G/1可修排队系统

考虑在服务员假期中到达的顾客以概率p(0＜p≤1)进入系统的多重休假M/G/1可修排队系统,运用全概率分解技术和拉普拉斯变换,研究了服务台的下列可靠性指标:1)首次失效前的寿命分布;2)瞬时不可用度和稳态不可用度;3)在(0,t]时间内的平均失效次数.获得了服务台一系列的可靠性结果.     

基于Max(N,D)策略的MG1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MG1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.     

基于M/M/1/SV排队的均衡门限策略

考虑单重休假M/M/1排队, 在部分可视的前提下, 研究顾客的均衡门限策略, 首次将单重休假机制引入到连续时间排队经济学模型中. 系统的决策主体是顾客, 突破了以往只注重服务机构单方面行为的局限. 基于“收入-支出”结构, 利用马尔可夫过程理论, 通过求解差分方程, 分析了系统的稳态行为, 得到了顾客的平均逗留时间; 进而构造适当的函数, 给出了寻找 均衡纯门限策略, 均衡混合门限策略的具体方法并证明之; 而后在不同的策略下, 得出了系统的稳态分布和均衡社会收益; 最后, 通过数值实验分析了均衡行为的各指标对系统参数的敏感性. 研究结果为顾客决策提供了优化建议, 同时为管理者研究系统中的定价问题提供了理论参考.     

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.     

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.     

基于多重休假的min(N,V)-策略M/G/1排队系统的队长分布

运用全概率分解技术和拉普拉斯变换工具，研究了基于服务员多重休假的min（N，V）-策略M/G/1排队系统，其中N是预设的休假终止的门限值.讨论了从任意初始状态出发队长的瞬态分布，获得了队长瞬态分布的拉普拉斯变换的递推表达式和稳态队长分布的递推表达式，同时求出了附加队长分布的显示表达式.进一步讨论了当休假时间V分别服从负指数分布和定长分布P{V=T}=1，以及当N=1，N→∞，P{V=0}=1与P{V=∞}=1时的特殊情形.最后，通过数值实例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的重要价值.     

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.     

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.     

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…     

The M/PH/1 queue with working vacations and vacation interruption

We study an M/PH/1 queue with phase type working vacation and vacation interruption where the vacation time follows a phase type distribution. The server serves the customers at a lower rate in a vacation period. The server comes back to the regular busy period at a service completion without completing the vacation. Such policy is called vacation interruption. In terms of quasi birth and death process and matrix-geometric solution method, we obtain the stationary queue length distribution. Moreover we obtain the conditional stochastic decomposition structures of queue length and waiting time when the service time distribution in the regular busy period is exponential.     

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

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