单服务台重试排队系统的研究

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基于顾客重试的排队理论源自电话话务服务问题的研究。如今重试排队理论已经成为排队理论和通讯网络理论的一个重要组成部分。它在现代通讯网络、电话交换系统、异步转换模式、局域网冲突问题、随机制造系统及供应链管理等诸多不同的领域中都有广泛的应用。   本文主要是结合通讯网络实际问题,建立了连续时间和离散时间这两个方面的单服务台重试排队模型,并进行了深入研究。   对于连续时间的重试排队模型,主要研究如下三个方面:   首先考虑了有灾难到达和N-策略的M/G/1重试排队模型。系统有相互独立到达的正负两种顾客源,其中负顾客在服务台空闲或工作状态下到达将成为系统的灾难,但在系统已经发生故障或在进行N-策略休假时,不对系统产生影响。我们得到了系统处于稳态时的多种性能指标,还进一步对系统可靠性进行了研究。   其次考察了具有多级适应性休假的MX/G/1重试可修排队模型,并由此模型得到了四个特例,尤其是在J=1和J=∞时,分别得到了具有单重休假和多重休假的可修排队模型。我们数值模拟了顾客的批量到达以及多级适应性休假策略等对系统所造成的影响。   接着考察了有两个队列、阻行和反馈的M/G/1重试排队系统,并分别得到了重试队列和优先队列的稳态队长以及其他的系统性能指标,而且通过随机分解性质,我们还研究了本系统与相应的没有重试的排队系统队长之间的关系。   对于离散时间的的重试排队模型,主要研究以下三个方面:   首先考察了带有阻行和反馈的一般重试时间的Geo/G/1重试排队系统。我们得到了顾客丢弃率以及系统队长等性能指标,并研究了阻行和反馈对系统所产生的影响。   其次研究了有Bernoulli休假和可选服务的Geo/G/1重试排队。开创性地把Bernoulli休假策略引入到离散重试排队系统,并假定服务台提供两个阶段服务,其中第一阶段是必选服务,第二阶段是可选服务。这里的重试时间是服从指数分布的,当服务台空闲且在一个时间段内有多个顾客进行重试时,系统随机地选择一个进行服务。我们对重试区域平均顾客数进行了近似求解,并研究了不同的重试率对重试区域平均队长的影响。   最后深入研究了带有批量到达、反馈和启动失败的一般重试时间的Geox/G/1排队系统,我们给出了系统队长概率母函数的两种随机分解,并且作为其应用,我们得到了所研究系统的队长分布和相应的没有重试的排队系统的队长分布之间的关系。通过把时间分割成为充分小的长度,由此离散时间排队系统顾客数的概率母函数逼近出相应的连续时间重试排队系统稳态下顾客数的概率母函数。我们还深入分析了各种参数对系统所产生的影响。
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