第三节
生灭过程 (1)
(2) (3)
生灭过程是用来处理输入为普阿松流,服务时间为负指数分布这样一类最简单排队模型的方法。
什么是生灭过程?举例来说,假如有一堆细菌,每个细菌在时间△t内分裂成两个的概率为λ△t+ο(△t),在△t时间内死亡的概率为μ△t+ο(△t),各个细菌在任何时段内分裂和死亡都是独立的,并且把细菌的分裂和死亡都看作一个事件的话,则在△t内发生两个或两个以上事件的概率为ο(△t)。假如已知初始时刻细菌的个数,要问经过时间t后细菌将变成多少个?如把细菌的分裂看成是一个新顾客的到达,细菌的死亡看成一个服务完毕的顾客离去,则生灭过程恰好反映了一个排队服务系统的瞬时状态N(t)——在时刻t服务系统中的顾客数,将怎样随时间t而变化。
在生灭过程中,生与死的发生都是随机的,它们的平均发生率依赖于现有的细菌数,即系统现处的状态。假定:
(a)给定N(t)=n,到下一个生(顾客到达)的间隔时间是具有参数λn(n=0,1,2,
…)的负指数分布;
(b)给定N(t)=n,到下一个死(顾客离去)的间隔时间是具有参数μn(n=1,2,
…)的负指数分布;
(c)系统状态在时间区间△t内只能转移到相邻的状态,即只能发生一个生或死。
根据上述负指数分布的性质,λn 就是系统处于N(t)时单位时间内顾客的平均到达率,μn
就是单位时间内顾客的平均离去率。
将上面几个假定结合在一起,则可以用生灭过程的状态转移图来表示,如下图。
图中箭头指明了各种系统状态发生转移的可能性,在每个箭头上注出了当系统处于箭头起点状态时转换的平均速率。
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