Одноканальная СМО замкнутая

Математическая модель одноканальной СМО замкнутой

Одноканальная СМО замкнутая с очередью — это система массового обслуживания, в которой есть фиксированное число источников заявок. Поток заявок каждого источника имеет одинаковую интенсивность. Первоначальный поток заявок имеет интенсивность большую в "число источников"-раз, чем поток заявок от одного источника. Каждое поступление заявки, снижает интенсивность входного потока на интенсивность потока от одного источника. Если заявка приходит, в момент, когда канал свободен, то она немедленно поступает на обслуживание каналом. Если заявка приходит, в момент, когда канал занят, то она становится в очередь и ожидает освобождения канала, который её может обслужить.

Описание модели

На вход одноканальной СМО с m-очередью поступает поток заявок от (m+1)-источников, причём каждый источник заявок даёт простейший поток заявок с интенсивностью λ.

Интенсивность простейшего потока обслуживания канала μ.

Если заявка застаёт канал свободным, то она принимается на обслуживание и обслуживается каналом.

После окончания обслуживания один канал освобождается.

Если заявка застаёт канал занятым, то она становится в очередь и «терпеливо» ждёт своего обслуживания.

Дисциплина очереди естественная: кто раньше пришёл, тот раньше и обслуживается.

Максимальное число мест в очереди m.

Каждое поступление заявки, снижает интенсивность входного потока на поток от одного источника.

Состояние рассмотренной системы будем связывать с числом заявок, находящихся в системе.

Граф состояний

Рассмотрим множество состояний системы:

S₀ – в системе нет ни одной заявки, канал свободен;

S₁ – в системе имеется одна заявка, она обслуживается каналом;

S₂ – в системе имеется две заявки, одна обслуживается каналом, а другая заявка ожидает в очереди;

…;

S_r – в системе имеется r-заявок, одна обслуживается каналом, а (r-1)-заявок ожидают в очереди;

S_r+1 – в системе имеется (r+1)-заявок, одна обслуживается каналом, а r-заявок ожидают в очереди;

…;

S_m – в системе имеется m-заявок, одна обслуживается каналом, а (m-1)-заявок ожидают в очереди;

S_m+1 – в системе имеется (m+1)-заявок, одна обслуживается каналом, а m-заявок ожидают в очереди;

Система дифференциальных уравнений

Система дифференциальных уравнений, описывающих поведение системы, имеет вид:

Рассмотрим стационарный режим работы системы (при t→∞).

Система уравнений принимает вид:

Суммируя в системе уравнения с первого до i-го (i=1,m+1), получаем упрощённый вид системы.

Решим систему относительно p₀,p₁,…,p_m+1.

В результате получаем решение системы:

Основные характеристики системы

Другие одноканальные СМО:

• Одноканальная СМО с отказами;
• Одноканальная СМО с очередью;
• Одноканальная СМО с ограниченным временем ожидания;
• Одноканальная СМО замкнутая с очередью;
• Одноканальная СМО с бесконечной очередью;
• Одноканальная СМО замкнутая без очереди.

Ссылки

• Овчаров Л. А. Прикладные задачи теории массового обслуживания, М.,1969.
• Участник:Logic-samara