到达率随时间变化的网络队列模型

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排队在生产、生活、科技和计算机等方面广泛存在,随着时代的进步,网络队列更是应用到各个领域。本文主要研究到达率随时间变化的网络队列模型。顾客到达的规律与系统服务台的配置,是影响队列的重要因素,本文主要针对到达率函数进行研究。  要研究网络队列模型,首先要研究多队列模型Gt/Mt/st+GIt。本文对模型配置函数的可行性、系统动态约束、初始条件、边界等待时间、光滑性、到达率与初始队列密度、最小服务率、随时间变化的放弃率等做出一系列假设,在这些假设成立的前提下,得到多队列模型的一系列性能指标,如系统的服务容量 B(t)及其密度函数 b(t,x)、队列密度q(t,x)、边界等待时间ω(t)、潜在等待时间ν(t)等,利用经典的Picard-Lindelof定理对边界等待时间ω(t)解的存在唯一性进行证明。并对进入服务的顾客总量E(t)、服务完成量S(t)、服务容量B(t)、放弃量A(t)、队列容量Q(t)的 Lipschitz连续性进行了证明。本文研究的模型是在低负荷与超负荷之间转换的,控制转换步长也很重要。本文通过Gt/M/St+M队列,研究了计算时间C(?T)与转换步长?T的关系,当时间间隔固定时计算时间C(φ)与转换次数φ的关系,当转换次数固定时计算时间C(T)与时间间隔T的关系。  对网络队列模型的研究是本文的核心。分别通过固定点方程法(FPE)和解常微分方程法(ODE)对模型到达率函数进行分析。对于固定点方程法,我们应用Banach压缩不动点定理可得到达率函数Ψ是单调压缩算子,通过递归迭代法求得到达率函数,再应用多队列模型Gt/Mt/St+GIt的性能指标计算,得到网络队列模型的一系列性能指标。对于解常微分方程法,考虑多维ODE方程,得到每一个队列的到达率函数之后,通过多队列模型计算公式可得网络队列模型的性能函数。最后对相关稳态网络队列模型进行研究。  确定顾客到达与系统服务配置,可对系统进行最优化设计,创造更好的经济效益和社会效益。
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