Файл: Дегтяренко, В. Н. Транспортные узлы промышленных районов учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 116

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Вероятность прибытия двух поездов

п т (О, I)2

 

Р д , , = е - ° - 1

A- L j-

= 0,004524 и т. д.

 

n - z

2 !

 

 

Очевидно, далее расчет вести нет смысла, так как вероятность прибытия

даже двух поездов очень мала.

 

 

 

Итак, число дней, когда будет прибывать:

 

0 поездов ( N = 0) 30-0,904837 =27,2

дня;

 

1 поезд (Л7= 1) 30-0,0904837=2,7 дня;

 

2 поезда ( N — 2) 30-0,004524 =

0,0135 дня.

 

Вероятность того, что среди п событий окажется т интересующих

нас, может быть выражена формулой

биномиального

распределения

(рис. 97):

 

 

 

п\

Рт (1 - Р ) п

(63)

Рт =

 

т \ ( п т ) \

 

 

где п — количество заявок в группе; т — количество интересующих нас заявок;

т

р — отношение— в одном среднем опыте, т. е. вероятность появ-

п

ления величины т в группе из п заявок.

Пример. На завод

ежедневно

прибывают

две

подачи

по

20

вагонов

( п — 20). В среднем в каждой подаче два полувагона с углем

( т = 2).

Опре­

делить вероятность прибытия 0, 1, 2,

. . . вагонов с углем.

 

 

 

Вероятность прибытия полувагона с углем

в поезде из п вагонов

 

Вероятность отсутствия полувагона с углем

в

подаче, т.

 

прот.ивопо-

ложного события,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 — р) =

1 — 0,1 = 0,9.

 

 

 

 

 

Вероятнюсть неприбытия в подаче вагонов с углем т = 0

 

 

 

 

20!

on

п

0,1216.

 

 

 

Р 0 = ---------------------- 0 ,1°-0,920—0 =

 

 

 

0!

(20— 0)!

 

 

 

 

 

 

 

Вероятность прибытия 1 вагона с углем в подаче, т = 1:

 

 

 

Pi = ---------— --------- 0,Н -О.Э20-

1 =

0,2702.

 

 

 

11(20— 1)!

 

 

 

 

 

 

 

Полное решение задачи сведено в табл. 21.

определении

потребной

Решение задач подобного рода

поможет

в

•емкости фронтов выгрузки, их механизации.

В транспортных расчетах применяется также геометрическое раслределение при определении длины очереди по формуле

Р„ = (1 — а)а«, n = 0, 1, 2, 3, . . . ,

(64)

а < 1.

Вероятность Р,о==(1—а);

Р\ = (1—«) а;

Р2==О а) а2\

178


ffxj

P(X)

 

 

г

 

 

0,400

 

п=30

 

 

 

0,300

 

 

 

 

 

Р'0,05

 

 

 

0,200

 

N=1000

 

 

 

 

 

 

 

 

0,100

 

 

 

 

 

о

*

3 4

 

 

 

Рис. 98.

Гилергеометрическое расп,реде­

Рис.

99. Экспоненциальное

распределе­

ление, характеризуется тремя парамет­

ние,

характеризуется одним

параметров

рами

 

 

 

 

 

 

Вероят­

Количест -

ность на­

личия

во ваго*

вагонов

нов с уг­

с углем

лем в

в подаче

подаче т

из п ва­

 

гонов

V Xф

0>

 

 

а

с 1 *

к

_ <v

о

X

ОS

со

а

а 5

к л

н * о

о , к

Н(м

<и *о

к о

V р

с-

ч о

gO ffl

&S

£ а В

isк

^ о.

Т А Б Л И Ц А 21

 

 

 

 

О

 

Коли­

 

Вероят­

V

О.

Коли­

 

О)

чество

Количест­

ность на­

SB ч

а

чество

подач в

личия ва­

с 2 *

к

подач в

году с

во ваго­

гонов с

ео

году с

_ <ио

а

числом

нов с уг­

углем в

О 5

а

числом

н * о

X

вагонов

лем в

подаче

О „я

к Л

вагонов

с углем

подаче т

из п ваго­

£2>>о

с углем

 

S' Cl

5,5

не более

не более т

 

нов

Я ga

 

Ч 2 а

^ к

т

 

 

 

 

 

0

0,1216

88,7

0,1216

88,7

5

0,0319

23,3

0,9888

721,7

1

0,2702

197,2

0,3918

285,9

6

0,0089

6,5

0,9977

728,2

2

0,2852

208,2

0,677

494,1

7

0,002

1,4

0,9997

729,6

3

0,1901

138,8

0,8671

632,9

8 и более

0,0003

0,4

1

730

4

0,0898

65,5

0,9569

698,4

 

 

 

 

 

Встречается также гипергеометрическое распределение при реше­ нии задач, связанных с выборкой без возвращения (рис. 98):

п!

р (х) =

х\ (п х)\

х М (М — 1) . . ( М — х + 1) ( N — М ) ( N — М — 1) . . . ( N — М — п + х + 1) , (65) N ( N — I) . . . ( N — п + 1)

где

М — число объектов с признаком А среди всех N -объектов сово­ купности, из которой отбирается выборка;

п — максимальное значение, которое может принимать х.

Параметрами распределения являются п, N и р = — . Если N

неограниченно возрастает, a p = const, то члены гипергеометрического распределения стремятся к соответствующим членам биномиального

распределения как к своему пределу.

Распределение непрерывных случайных величин. Непрерывная случайная величина задается либо функцией распределения F(x) (ин-

179



тегральным законом распределения),

либо плотностью

вероятнос­

ти f(x)

(дифференциальным законом распределения). Вероятность того,

что результат (событие) А находится в заранее заданных

пределах

а -— Ь,

определяется интегралом, взятым

в этих пределах. Это положе­

ние может быть записано

 

 

 

ь

 

(66)

 

р ( a < ^ A < ^ b ) = \ f ( x ) d x ,

 

а

 

 

Наиболее часто встречаются в транспортных потоках: гамма-распределение (типа III по классификации К. Пирсона); экспоненциальное распределение;

бетта-распределение (типа I по классификации К- Пирсона).

Гамма-распределение (типа III) определено на положительной прямой, и его основу составляет функция е ~ Хх xk~\ где X и k — поло­ жительные постоянные. Начало функции совпадает с началом коорди­ нат, далее функция возрастает до максимального значения, затем асимптотически приближается к оси абсцисс. При различных значениях постоянных X и k форма кривой может существенно изменяться.

Плотность распределения имеет вид

f ( х) = ~ щ - е - % х х к - \ 0 О < с о ,

(67)

?де Г ( х ) — гамма-функция,

представляющая собой интеграл типа

 

00

 

 

Г (k) =

|

e ~ z z k~ 1 d z при fc> 0 .

(68)

 

6

 

 

В частном случае при k

=

\ имеет место экспоненциальное

распре­

деление. Этому закону распределения подчиняются, например,

интер­

валы времени между прибытием заявок, попадание которых в задан­ ный отрезок подчинено распределению Пуассона.

Распределение длительности интервалов по экспоненциальному распределению имеет вид (рис. 99)

р'% ( t) = А, е ~ Х х , О О Х оо.

(69)

Так же, как распределение типа III тесно связано с гамма-функ­ цией и получило название гамма-распределения, распределение типа I связано с бетта-функцией и называется бетта-распределением. Его функция распределения имеет вид

И * ) -

f

t P ~ l (] -

t ) 4 ~ l

 

 

j

------^

(------р,

:-----

d t .

(70)

 

В

q)

 

 

Характер распределения случайных величин в потоке можно опре­ делить при наличии достаточного объема статистических наблюдений. Достоверность характеристики потока в принятых интервалах зависит от числа наблюдений. Количество интервалов группирования наблюде­

180


ний К (а следовательно, и размер интервала) в зависимости от разме­ ров выборки п можно определить по формуле Старджееса

/С = 1 + 3,3 lg п.

(71)

Так, для определения неравномерности прибытия за сутки подач «а завод по часовым интервалам (24 интервала) необходимо иметь выбор­ ку с числом наблюдений не менее

lg л =

24 — 1

-------- = 6,98; « = 9950 000.

s

3,3

При двухчасовом интервале

12 1

lgn = --------= 3,34; « = 2180. 3,3

При описании различных типов плотности вероятностей были ори­ ентировочно указаны процессы, которые этим закономерностям подчи­ нены. При решении задач необходимо проверить принятую гипотезу по соответствующим критериям согласия теоретического и фактического распределения.

Близость теоретического распределения прерывных (дискретных) величин к эмпирическому следует определять критерием К- Пирсона X2, непрерывных — критерием А. Н. Колмогорова.

Пример анализа потока случайных величин. При подготовке мате­ риалов для формализации процесса углепогрузочного комплекса воз­ никла необходимость выявления характера распределения интервалов между поступающими подачами порожних вагонов на шахту А. Прове­ дено 171 наблюдение. Это дает нам право сгруппировать полученные

наблюдения по девяти интервалам

[по формуле

(71)]:

К = 1 + 3,3 lgn =

1 + 3,3-2,234 =

8,37.

Обычно интервалы между подачами имеют экспоненциальное рас­ пределение. Проверим эту гипотезу. Результаты расчетов представ­ лены в табличной форме.

 

 

Т А Б Л И Ц А 22

 

 

 

 

 

 

 

Оценка веро-

Оценка мате­

Взвешенные квад-

 

Частоты

Значение

ятностей

раты уклонений

Границы интерва­

попадания

матических

( т . п р . )2

в интер­

функции

ожиданий

лов в ч

вале 772 .

е—и

в интервал

п р .

i

_

i

 

 

 

Hi

 

 

п р £

 

0,33—5,27

55

1

0,3971

67,9

 

2,45

 

5,28—10,21

47

0,6029

0,2276

38,92

 

1,68

 

10,22—15,15

31

0,3753

0,1419

24,27

 

1,87

 

15,16—20,09

18

0,2334

0,0883

15,1

 

0,55

 

20,1—25,03

1 1

0,1451

0,0548

9,37

 

0,28

 

25,04—29,97

3

 

 

 

 

 

 

29,98—34,91

2

0,0903

0,0903

15,44

 

2,69

 

34,92—39,85

3

 

 

 

 

 

 

 

 

39,86—44,83

1

 

9,52

 

Сумма

171

 

 

181