m/m/1
M/M/1排队模型(M/M/1 model)是一种单一伺服器(single-server)的(排队模型),可用作模拟不少系统的运作。
定义
依据开恩特罗符号必须有下列的条件:
到达人数是泊松过程(Poisson process);
服务时间是指数分布(exponentially distributed);
只有一部伺服器(server)
队列长度无限制
可加入队列的人数为无限
分析
这种模型是一种出生-死亡过程,此随机过程中的每一个状态代表模型中人数的数目。因为模型的队列长度无限且参与人数亦无限,故此状态数目亦为无限。例如状态0表示模型闲置、状态1表示模型有一人在接受服务、状态2表示模型有二人(一人正接受服务、一人在等候),如此类推。 此模型中,出生率(即加入队列的速率)λ在各状态中均相同,死亡率(即完成服务离开队列的速率)μ亦在各状态中相同(除了状态0,因其不可能有人离开队列)。故此,在任何状态下,只有两种事情可能发生:
有人加入队列。如果模型在状态k,它会以速率λ进入状态k+ 1
有人离开队列。如果模型在状态k(k不等于0),它会以速率μ进入状态k− 1
由此可见,模型的隐定条件为λ < μ。如果死亡率小于出生率,则队列中的平均人数为无限大,故此这种系统没有平衡点。
队列参数表示
λ:平均到达的顾客数(单位时间平均到达率,个/秒)
μ:平均服务的顾客数(服务率、离开率,个/秒),每客平均服务时间 T= 1/μ,
Lq:平均等待队列长度(在队列中排队等待的顾客数)
Wq:每个顾客的平均等待时间,包括没有排队的顾客
L:系统中平均顾客数=正在被服务的顾客数+正在等待的顾客数
W:平均等待时间=平均等待时间+平均服务时间
ρ:平均利用率,一段相当长的时间内可测得 = λ/μ≤1
公式
定义
则模型在状态i的机率为