Файл: Шабалин Н.Н. Оптимизация процесса переработки вагонов на станциях.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 0
Следовательно, среднее значение интервалов в эрланговском потоке
т |
1 |
1 . 1 |
2 |
. |
X' |
,X'
или в оощем виде л = — .
Для потока Эрланга порядка К'- плотность распределения интервалов
т |
= |
(Л" — 1)! |
(4) |
у w |
|
v 7 |
дисперсия интервалов
/с
среднее квадратическое отклонение
а - № •
коэффициент вариации
t 1к
Формула (4) выражает плотность распределения интер валов эрланговского потока при фиксации интенсивности X' исходного пуассоновского потока и поэтому с увеличением порядка К увеличивается среднее значение интервалов
{t = —-^, т. е. поток как бы прореживается, делается бо лее редким. Для устранения этого применяется нормиро ванное распределение Эрланга, которое можно получить, подставив в зависимость (4) интенсивность эрланговского
потока |
л = |
вместо |
интенсивности |
исходного |
потока |
|
У = |
\к, |
|
W W - * |
- |
щ |
|
|
|
|
( 5 ) |
|||
|
|
•> w |
{к — 1) |
|
|
|
В этом случае с увеличением параметра К поток сохраняет свою интенсивность неизменной, а будет ме няться лишь величина рассеивания интервалов в потоке.
15
Числовые характеристики нормированного распреде ления Эрланга примут вид:
среднее значение интервалов
дисперсия
1 .
2 •среднее квадратическое отклонение
1
° IVк '
коэффициент вариации
мода, т. е. интервал, имеющий наибольшее значение плот ности распределения,
|
ЛГ„< |
к — 1 |
|
|
|
|
|
|
К\ |
|
|
При К=1 эрланговское |
распределение |
принимает |
|||
вид показательного распределения |
с коэффициентом |
||||
вариации, |
равным единице, |
а при /(-»-оо поток |
Эрланга |
||
сходится |
к регулярному |
потоку с одинаковыми интерва |
|||
лами и коэффициентом |
вариации, |
равным нулю. Зави |
симость степени неравномерности эрланговских потоков
от порядка |
К приведена в следующем ряду: |
|
|
||||||||
А"... |
1; |
2; |
3; |
4; |
5; |
6; |
7; |
8; |
9; |
10; |
.... «>• |
V . . . |
1; |
0,71; |
0,58; |
0,5; |
0,45; |
0,41; |
0,38; |
0,35; |
0,33; |
0,31; |
0 |
На рис. 6 приведены кривые плотности распределе ния нормированных потоков Эрланга при различных значениях порядка К и интенсивности %=4, а значит среднем значении интервалов t=0,25. Для примера по следовательность расчета при /С=2 приведена в табл. 1. Как видно из рис. 6, с увеличением порядка К уменьша ется рассеивание интервалов относительно среднего зна-
.чения, уменьшается положительная правосторонняя (хвост справа) асимметрия, а мода перемещается от ну-
16
Рис. 6. Зависи мость плотности распределения от параметра К при нормированном за
коне Эрланга
ля до среднего значения. Так, при К=\, М0=0 — пока
зательное |
распределение: |
||||
К |
= |
2 |
ЛГ0 |
= |
0,125 |
К = |
5 |
М0 |
= |
0,2 |
|
К = 25 |
М0 |
= |
0,24 |
||
ЛГ -»- оо |
Ж 0 |
= |
^ = 0,25 — регулярный поток. |
При большом значении К эрланговское распределе ние приближается к нормальному (Гаусса) и может быть заменено последним (при К^9).
Сумма всех элементов вероятностей (вероятностей попадания случайной величины в данный разряд), выра жающая площадь под кривой плотности распределения, должна быть равна единице (итог последней графы табл. 1).
17
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
Рас чет значений вероятности |
тех или иных |
интервалов |
||||
поступления требований в эрланговском |
потоке |
|||||
|
|
при А = 4, |
К = 2 |
|
|
|
Границы |
Середина интерва |
|
/(') |
|
Элемент вероят |
|
интервалов, ч |
ла |
группировки |
по формуле |
(5) |
ности Ц1) At |
|
0 —0,1 |
|
0,05 |
|
2,14 |
|
2,145-0,1=0,214 |
0,1—0,2 |
|
0,15 |
|
2,80 |
|
0,280 |
0,2—0,3 |
|
0,25 |
|
2,16 |
|
0,216 |
0,3—0,4 |
|
0,35 |
|
1,30 |
|
0,130 |
0,4-0,5 |
|
0,45 |
|
0,78 |
|
0,078 |
0,5-0,6 |
|
0,55 |
|
0,40 |
|
0,040 |
0,6—0,7 |
|
0,65 |
|
0,22 |
|
0,022 |
0,7—0,8 |
|
0,75 |
|
0,11 |
|
0,011 |
0,8—0,9 |
|
0,85 |
|
0,05 |
|
0,005 |
0,9—1,0 |
|
0,95 |
|
0,03 |
|
0,003 |
1,0—1,1 |
|
1,05 |
|
0,01 |
|
0,001 |
1,1—1,2 |
|
1,15 |
|
0,00 |
|
0,000 |
Эрланговским |
распределением с |
соответствующим |
значением порядка К можно аппроксимировать потоки с различной степенью неравномерности с коэффициентом вариации интервалов от 0 до 1. Однако при переходе от К—\ до К=2 имеется значительный скачок значений коэффициента 'вариации от 1 до 0,71. Для потоков, име ющих коэффициент вариации в границах от 0,71 до I , плотность .распределения интервалов может быть пред ставлена в виде о б о б щ е н н о г о з а к о н а Э р л а н г а второго порядка, который является композицией законов с показательным распределением, но с различной ин тенсивностью. В этом случае интервалы обобщенного по тока состоят из подынтервалов, распределенных по пока
зательному закону и имеющих разные |
интенсивности. |
Плотность распределения интервалов для обобщенно- |
|
то закона Эрланга второго порядка |
|
/ ( 0 |
(6) |
Aj — A i |
|
Здесь интенсивность составляющих потоков определяет ся в зависимости от коэффициента вариации интервалов по формуле [20]:
, |
X ± X V l —2(1 —У») |
, f i , |
18
Если |
коэффициент |
вариации |
интервалов |
|
прибытия |
по |
||||||||||
ездов |
на |
станцию |
|
составляет |
V = 0,8 |
при |
интенсивности |
|||||||||
h=4 |
поезда в |
час, |
то для |
аппроксимации |
"этого |
потока |
||||||||||
•применим |
обобщенный |
закон |
Эрланга |
порядка |
|
К=2. |
||||||||||
По формуле (6а) найдем интенсивности |
|
составляющих |
||||||||||||||
исходных |
потоков: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
4 — 4У1 — 2(1 — 0,82 ) |
= |
5,24; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 — |
0,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 + 4JT— |
2(1 — 0,8; ) |
= |
17. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 — |
0,8' |
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
значение |
|
первого |
подынтервала |
^=1/5,24 = |
|||||||||||
= 0,191 |
ч, а второго |
1/17=0,059 |
ч, и средняя |
величи |
||||||||||||
на интервала в потоке Эрланга составит |
0,25 |
ч. |
|
|
||||||||||||
Плотность распределения интервалов для обобщен |
||||||||||||||||
ного потока Эрланга определяем по формуле |
(6), |
под |
||||||||||||||
ставив полученные значения hi и h%, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
/ ( Q - |
|
5 ' 2 4 - |
1 7 |
(е~5'™ |
е ~ ш ) = 7,56 (е -5,141 |
|
|
|
||||||||
|
|
17 — |
5,24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показанная на рис. 6 пунктиром кривая распределе |
||||||||||||||||
ния по обобщенному закону для h—4 |
и |
V = 0 , 8 |
заняла |
|||||||||||||
промежуточное (положение |
между |
кривыми |
с К= |
1 и |
||||||||||||
/С=2, /имеющими |
коэффициент вариации |
соответствен |
||||||||||||||
но 1 и 0,71. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
С приближением коэффициента вариации к единице |
||||||||||||||||
увеличивается |
различие |
параметров |
исходных |
|
потоков |
и средних значений интервалов. Один подынтервал стре мится к среднему интервалу t, а второй к нулю. С приб лижением коэффициента вариации к 0,71 параметры ис
ходных |
потоков |
и средних |
значений |
подынтервалов |
вы |
||
равниваются. Это хорошо видно из данных, |
приведенных |
||||||
в табл. 1а. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
*. |
Т а б л и ц а |
1а |
V |
\ |
X, |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
0,71 |
6 |
6 |
10 |
|
10 |
20 |
|
0,75 |
9,2 |
4,45 |
6,5 |
|
13,5 |
20 |
|
0,8 |
12,7 |
3,93 |
4,7 |
|
15,3 |
20 |
|
0,85 |
18,0 |
3,6 |
3,3 |
|
16,7 |
20 |
|
0,9 |
28,22 |
3,36 |
2,1 |
|
17,9 |
. 20 |
|
0,95 |
56,8 |
3,2 |
1,1 |
|
18,9 |
20 |
|
Г
!