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
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 X§ |
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