background image

Proces Markowa – podstawowe wiadomości 

 

 

Łańcuch Markowa 

Proces Markowa 

}

N

n

,

X

{

0

n

 

}

0

t

),

t

(

X

{

 

}

r

,...,

2

,

1

{

S

 

}

r

,...,

2

,

1

{

S

 

j

X

n

 

j

)

t

(

X

 

,..

i

X

,

i

X

j

X

{

P

2

n

2

n

1

n

n

 

}

i

X

j

X

{

P

}

i

X

...,

1

n

n

0

0

 

,..

i

)

t

(

X

,

i

)

t

(

X

j

)

t

(

X

{

P

2

n

2

n

1

n

n

 

}

i

)

t

(

X

j

)

t

(

X

{

P

}

i

)

0

(

X

...,

1

n

n

0

 

ij

ij

1

n

n

p

)

n

(

p

}

i

X

j

X

{

P

 

)

t

(

p

)

t

t

(

p

}

i

)

t

(

X

j

)

t

(

X

{

P

ij

n

n

ij

n

n

1

1

 

)

,

(

0

d

P

 

))

0

(

,

(

d

A

 

 
 

]

p

[

ij

P

– macierz stochastyczna, 

 w wierszu suma elementów = 1 

]

a

[

ij

A

– macierz quasi-stochastyczna: 

                  



j

i

dla

a

a

j

i

dla

0

a

i

j

ij

ii

ij

 

 w wierszu suma elementów = 0 

P – macierz prawdopodobieństw 
przejścia 

 
A
 – macierz intensywności przejścia 
 

 

ij

p

 - prawdopodobieństwo przejścia ze 

stanu i do stanu j 

ij

a

, dla 

j

i

 - intensywność przejścia ze stanu i 

do stanu j; interpretacja: średnia liczba przejść 
ze stanu i do stanu j w jednostce czasu 

ii

a  - intensywność wyjścia ze stanu i 

10 

n

n

n

n

,

P

d

d

d

P

d

d

0

0

1

 

???

)

(

,

)

t

(

)

t

(

'

0

d

A

d

d

 

11 

regularna  

e

d

n

n

lim

  (łańcuch ergodyczny) 

nierozkładalna, jeśli 

0

1

 jest pojedynczą 

wartością własną  

e

d

)

t

(

lim

t

  (proces ergodyczny) 

12  e :

1

e1

e

eP

 

e :

1

e1

0

eA

 

 
 

background image

 

Podstawy teorii kolejek 

 
Erlang A.K. (1918), Kendall D.G. (1951) 

System kolejkowy (system masowej obsługi): 

klient – zgłoszenie – customer 
aparat obsługi – server 
kolejka – poczekalnia – queue 

 

Kryteria klasyfikacji systemów kolejkowych: 

- z oczekiwaniem – bez oczekiwania 
- zgłoszenia pojedyncze – grupowe 
- obsługa pojedynczych zgłoszeń – obsługa grupowa (stała lub zmienna wielkość 

grupy) 

- FIFO, LIFO, SIRO, priorytety 
- jeden rodzaj obsługi – sieć obsług 

 
Model systemu (wg powyższej klasyfikacji warianty pierwsze) 

▪  Parametry: 
 

 s –  liczba aparatów obsługi 

 

 R – liczność obsługiwanej populacji 

 

 p –  maksymalna długość kolejki 

▪  Zmienne losowe: 

1

  - odstęp czasu między przybyciem dwóch kolejnych zgłoszeń 

2

 - czas obsługi jednego zgłoszenia 

 

 

   Oznaczenia typu rozkładu 

1

2

 

 

    M – wykładniczy, 

0

t

,

ae

)

t

(

f

at

a

/

)

(

E

1

2

1 a

/

)

(

Var

 

▪ dla 

1

 parametr a =

 (arrival rate),  

▪ dla 

2

 parametr a =

 (service rate) 

Uwaga: jeśli odstępy między przybywającymi zgłoszeniami mają 
rozkład wykładniczy, proces ich napływu jest procesem Poissona 

 

 

    G – nieustalony 
    D – deterministyczny 

zgłoszenia 

wchodzące 

aparaty 
obsługi 

zgłoszenia 

wychodzące

 

kolejka 

background image

 

▪  Założenia: 

– niezależność zmiennych losowych ... 
– w jednostce czasu może wystąpić co najwyżej jedno zdarzenie ustalonego typu tzn. 

nadejście lub zakończenie obsługi zgłoszenia (jednostka czasu b. krótka, 

0

t

  

▪  Notacja Kendalla: 

 

 

typ rozkładu

1

typ rozkładu

2

/s : (R, p) 

      np. 
 

 

M/M/1 : (

,

)   

M/D/2 : (

0

,

)  

 
▪  Modelem systemu kolejkowego jest proces stochastyczny 

}

t

),

t

(

N

{

0

 o zbiorze 

stanów 

}

p

s

,...,

,

{

S

1

0

, gdzie N(t) oznacza liczbę zgłoszeń znajdujących się w 

systemie. 

▪  W przypadku M/M – proces 

}

t

),

t

(

N

{

0

 jest procesem Markowa. 

 
Przykład 1 – mała myjnia samochodowa 

☺ 1 stanowisko do mycia samochodów (s = 1) 
☺ 1 miejsce na oczekiwanie (p = 1) 
☺ czas obsługi i odstęp między zgłoszeniami są zmiennymi losowymi o rozkładzie 

wykładniczym 

☺ czas mycia samochodu – średnio 3,75 minuty 
☺ napływ zgłoszeń – średnio jeden samochód co 2,5 minuty 
 
 

    M/M/1 : 

)

,

( 1

   

   

}

t

),

t

(

N

{

0

 jest procesem Markowa, S = {0, 1, 2} 

 
Niech jednostką czasu będzie kwadrans  

   

☺  

6

,  

4

 

 

 

        0       1       2 

☺  A  =  

2

1

0

 



4

4

0

6

10

4

0

6

6

 

1) sprawdź, że macierz A jest nierozkładalna 
2) wyznacz rozkład stacjonarny 
3) wyznacz 

 oraz A dla jednostki czasu = 15 sekund i sprawdź, czy ma to 

wpływ na nierozkładalność macierzy A oraz postać rozkładu