Файл: Ганин, М. П. Прикладные методы теории марковских случайных процессов учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 231

Скачиваний: 0

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

Имеем

 

 

 

/>к+1,1 — — [(^i +

>-2 +

ЫА’М — ^lPk-l.l — ^гРк.о]

(26-26)

Г1

 

 

 

(k =

i, 2, . . .) .

 

Определив р\,\ по формуле

(26.22) и вероятность ро,\ с

помощью

равенства

 

 

 

Рол— —

[O-i~Ь^2)Ро.о— PiPi,o],

(26.27)

tx2

 

 

рекуррентное соотношение (26.26) можно использовать для вычис­

ления вероятностей pk+i,i при

1.

Аналогично находятся вероят­

ности р k.j при любых значениях k и

 

Согласно (26.20) и (26.6)

имеем

 

 

О (и,

1 ) = 2

Л « Ь =

1 — «1

(26.28)

 

к=0

 

1 — Я ,И

 

 

 

Так как при а1 \а\ <

1 справедливо

разложение

(1 — я^г) - 1 = 2 (aiK)k , k=0

то для вероятности рк нахождения в системе k требований из пер­ вого потока справедливо равенство

 

Л = ( 1 - * . Х

(k— O, 1, ...).

(26.29)

Математическое ожидание числа Xi находящихся в системе тре­

бований из первого потока

 

 

 

 

сЮ (и, 1)

 

1

(26.30)

 

du

u=i

 

 

1 —' -ч

 

Математическое ожидание числа Y\ обслуживаемых требований из

первого потока

 

 

 

 

I

ео

 

 

(26.31)

 

У1 = 1 - 2 p i + s =

1 ~

Ро:

 

s=0

 

 

 

Математическое ожидание числа требований из первого потока, ожидающих начала обслуживания,

 

 

«2

 

Z, = X1 — у,

1

л

(26.32)

— GCj

 

 

Математическое ожидание времени пребывания требования в си­ стеме

*С1 =

1

(26.33)

th (1 -

 

ai)

200


М а т е м а т и ч е с к о е о ж и д а н и е вр е м е н и о ж и д а н и я н а ч а л а о б с л у ж и в а ­

н и я л ю б о го т р е б о в а н и я и з

п е р в о го п о ток а

 

 

('ОЖ1 '

 

 

х х

1

__

а,

(26.34)

 

 

xi

I1!

~ Pi

(1 — ai)

 

 

 

 

Согласно (26.30) и (26.7) имеем

 

 

о ( 1, ® ) = 2

/?*®i =

T

1 — gt — a2

(26-35)

*iu2(v) — a2v

 

 

 

j=o

 

 

 

 

 

Вероятность p* того,

что

в системе

имеется / требований из вто­

рого потока, находится с помощью равенства

 

 

Р,

1

d>G(1, v)

 

(/ = 0, 1 , ...).

(26.36)

]'■

dvj

v=0

 

 

 

 

Математическое ожидание числа Х2 находящихся в системе требо­ ваний из второго потока можно определить с помощью равенства

dG ( 1, v)

 

1

CCr) Ct2

 

du2 (v)

 

X, =

dv

1

Ct i

 

dv

V=1

Так как

 

 

 

 

 

 

 

du2(v)

2Xi

X2 "T

X2 (X1+

Iх!)*

?M ’

dv

v-l

Pi — xi

p, _

 

TO

 

 

 

 

 

 

 

 

1

— ar

 

P2al

 

(26.37)

 

 

(1

"

ai)

 

 

 

Математическое ожидание общего числа требований в системе

 

 

 

х Х\ -(- х2.

 

 

(26.38)

Математическое ожидание времени нахождения требования из вто­ рого потока в системе

I

l^ i

(26.39)

iс2

Pi (1 — ai)

1а2 (1 — *1 — “ г)

 

Так как математическое ожидание времени обслуживания требова-

1

ния из второго потока равно---- , то математическое ожидание вре-

мени ожидания начала обслуживания

(последнего) можно найти

с помощью равенства

 

tож2 tc2 ~~

(26.40)

201


М а т е м а т и ч е с к о е о ж и д а н и е ч и с л а

н а х о д я щ и х с я в о чер ед и

тр е б о в а ­

н и й и з п ер во го п о то к а

 

 

22=^2^0ж2 1

(26.41)

Математическое ожидание общего числа требований в очереди

5 =

г, + *2.

(26.42)

Математическое ожидание числа обслуживаемых требований

~y =

x — z.

(26.43)

Математическое ожидание числа обслуживаемых требований из второго потока

У2 = У-У1 = У — аи

(26.44)

Чтобы найти математические ожидания tc и t0K времени пре­ бывания требования в системе и времени ожидания начала обслу­ живания (независимо от номера потока), воспользуемся формулой

М(Т) — Р(Н{)М (71///,) Р(Н2)М(Т/Н2),

(26.45)

где гинйтеза # j означает,

что

требование

принадлежит

/-му по-

 

 

j

 

то

 

току. Так как Р(НЛ — - — —— ( / = 1 , 2),

 

 

Ki

т" h

 

 

 

 

).

| >

^с1 4 ^2^с2)’

(26.46)

А>ж

^

у

(^1^ож1 4" ^ожг) •

(26.47)

Пример 26.1. Одна линия связи используется для передачи

срочных и обычных

сообщений. Срочные

сообщения не

теряются

и передаются так, будто линия связи существует только для их передачи. Обычные сообщения передаются при освобождении ли­ нии, причем если передача обычного сообщения была прервана, то это сообщение передается вновь сразу после освобождения линии связи. Потоки срочных и обычных сообщений независимые с ин­ тенсивностями А.1 = 0,04 l/мин и %2 = 0,09 1/мин соответственно. Среднее время передачи срочного сообщения 5 мин, а обычного —

3 мин 20 сек.

Определить

показатели эффективности установившегося ре­

жима функционирования линии связи.

0,09 1/мин;

щ =

Р е ш е н и е .

По условию А,] = 0,04 1/мин-, %2=

= - i - = 0 , 2

1/мин; р2=::^ - = 0,3 1/лш«. Тогда cti = — —0,2;

а2 =

t\h

 

Сч

Iх!

 

202


Вероятность

того,

что линия связи

свободна,

ро.о =

1 — ai —

— 02 =

0,5. Вероятность того, что не передается срочное сообщение,

Ро — 1 —ai =

0,8. Вероятность наличия очереди из

k срочных сооб­

щений

/?к+1 = (1 — <*i) а^+! = 0,8 (0,2)k+1

(к = 0, 1 , ...).

 

 

Математическое ожидание числа срочных сообщений: в системе

а,

0,25;

в процессе

передачи

0,2; в

очереди

Х\= --------- =

у\ = а, =

_

0,05.

Математическое ожидание времени от момента

z,=X i — г/1 =

поступления срочного сообщения до окончания его

передачи

^ci =

—-^ -= 6 ,2 5

мин,

а математическое ожидание времени ожидания

начала передачи toxl =

— =

1,25 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ку

 

 

 

 

 

 

Математическое ожидание числа обычных сообщений в системе

х 2

 

 

 

1 +

р,а,

6,6

=

0,825 .

 

 

 

 

В-1 (1 — ai)

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

Тогда х = Ху -j-x2— 1,075.

времени

от момента

поступления

Математическое

ожидание

 

 

 

 

 

 

 

-j

 

х 2

0,82о

обычного сообщения до окончания его передачи гс2= - т — — п лп ~

= 9 мин 10 сек,

а

математическое ожидание времени до начала

передачи (последней) £ож2 = tc2— 3 мин 20 сек = 5 мин 50 сек.

Ма­

тематическое ожидание числа обычных сообщений

в

очереди

z2 =

=-■ h tn

0,09

35

0,525.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

Общее число сообщений, ожидающих передачи, z — zt -j- z2 —

=0,575. Математическое ожидание числа передаваемых сообщений

у= х z = 0,5, в том числе обычных сообщений у2 = у У\~ 0,3.

Математическое ожидание времени от момента поступления со­ общения до его полной передачи

^ = - ^ - ( 2 5 + 82,5] : 8,27 мин,

а до момента начала передачи

7

52,5) = 4,42

мин

^ож

^ W “1