排队论简介
研究系统随机聚散现象和随机服务系统工作过程的数学理论和方法，又称随机服务系统理论，为运筹学的一个分支。
日常生活中存在大量有形和无形的排队或拥挤现象，如旅客购票排队，市内电话占线等现象。排队论的基本思想是1910年丹麦电话工程师A.K.埃尔朗在解决自动电话设计问题时开始形成的，当时称为话务理论。他在热力学统计平衡理论的启发下，成功地建立了电话统计平衡模型，并由此得到一组递推状态方程，从而导出著名的埃尔朗电话损失率公式。自20世纪初以来，电话系统的设计一直在应用这个公式。30年代苏联数学家А.Я.欣钦把处于统计平衡的电话呼叫流称为最简单流。瑞典数学家巴尔姆又引入有限后效流等概念和定义。他们用数学方法深入地分析了电话呼叫的本征特性，促进了排队论的研究。50年代初，美国数学家关于生灭过程的研究、英国数学家D.G.肯德尔提出嵌入马尔可夫链理论，以及对排队队型的分类方法，为排队论奠定了理论基础。在这以后，L.塔卡奇等人又将组合方法引进排队论，使它更能适应各种类型的排队问题。70年代以来，人们开始研究排队网络和复杂排队问题的渐近解等，成为研究现代排队论的新趋势。
排队系统模型的基本组成部分
服务系统由服务机构和服务对象（顾客）构成。如果服务对象到来的时刻和对他服务的时间（即占用服务系统的时间）都是随机的，则这个服务系统称为派对系统。图1为一最简单的排队系统模型。排队系统包括三个组成部分：输入过程、排队规则和服务机构。
输入过程
对于排队系统，顾客到达时输入。输入过程考察的是顾客到达服务系统的规律。它可以用一定时间内顾客到达数或前后两个顾客相继到达的间隔时间来描述，一般分为确定型和随机型两种。例如，在生产线上加工的零件按规定的间隔时间依次到达加工地点，定期运行的班车、班机等都属于确定型输入。随机型的输入是指在时间t内顾客到达数n（t）服从一定的随机分布。如服从泊松分布,则在时间t内到达n个顾客的概率为
其中λ>0为一常数。
令第i 个顾客到达的时刻为Τi(i=1,2,…),Τ0≡0,并令ti=Τi-Τi-1,则相继到达的顾客的间隔时间ti 是相互独立同分布的，其分布函数为负指数分布，即
式中λ为单位时间顾客期望到达数，称为平均到达率；1/λ为平均间隔时间。在排队论中，讨论的输入过程主要是随机型的。
排队规则
排队规则分为等待制、消失制和混合制三种。 1， 等候制
顾客到达后，如果服务机构已经占满，当允许顾客等待时，再到的顾客便排队等待。常见的有以下几种排队方式： （1） 先到先服务 这是最普遍的情形。例如：医院候诊的患者。
（2） 后到先服务 许多存储系统中运用这种规则，例如：加工钢板总是先从上面取来加工。
（3） 随即服务 当一名顾客接受服务完毕离去时，随机的从等候的顾客中选择一名进行服务，等
待中的每位顾客被选中的概率是相等的。例如电话订票服务。
（4） 优先服务 对于不同的顾客，规定不同的优先权，具备较高优先权的顾客，优先接受服务。
例如；急诊病人、加急电报等。
2， 消失制
当服务机构已全部占满时，再到的顾客不能进入服务系统，顾客自动消失。例如：当旅店客满时，再来的顾客只好离去。
3， 混合制
等待制的排队方式可以认为队伍长度没有限制。当允许排队、但服务机构的空间和时间有限时，队伍长度必然有一定的限制，这种情形成为混合制。
（1） 等待空间有限 （2） 等待时间有限 （3）逗留时间有限
服务机构
可以是一个或多个服务台。多个服务台可以是平行排列的，也可以是串连排列的。服务时间一般也分成确定型和随机型两种。例如，自动冲洗汽车的装置对每辆汽车冲洗（服务）时间是相同的，因而是确定型的。而随机型服务时间v 则服从一定的随机分布。如果服从负指数分布，则其分布函数是
A(t)= 1-t e λ- , t ≥0 0 , t<0
式中μ为平均服务率，1/μ为平均服务时间。
排队系统的分类
如果按照排队系统三个组成部分的特征的各种可能情形来分类，则排队系统可分成无穷多种类型。因此只能按主要特征进行分类。一般是以相继顾客到达系统的间隔时间分布、服务时间的分布和服务台数目为分类标志。现代常用的分类方法是英国数学家D.G.肯德尔提出的分类方法，即用肯德尔记号 X/Y/Z 进行分类。
X 处填写相继到达间隔时间的分布；
Y 处填写服务时间分布;
Z 处填写并列的服务台数目。
各种分布符号有：M-负指数分布;D-确定型; Ek-k 阶埃尔朗分布；GI-一般相互独立分布；G-一般随机分布等。例如,M/M/1表示顾客相继到达的间隔时间为负指数分布、服务时间为负指数分布和单个服务台的模型。D/M/C 表示顾客按确定的间隔时间到达、服务时间为负指数分布和C 个服务台的模型。至于其他一些特征,如顾客为无限源或有限源等，可在基本分类的基础上另加说明。
排队系统问题的求解
1.评价排队系统优劣有 6项数量指标
研究排队系统问题的主要目的是研究其运行效率,考核服务质量,以便据此提出改进措施。通常评价排队系统优劣有 6项数量指标。
①系统负荷水平ρ ：它是衡量服务台在承担服务和满足需要方面能力的尺度；
②系统空闲概率P o ：系统处于没有顾客来到要求服务的概率；
③队长：系统中排队等待服务和正在服务的顾客总数，其平均值记为L s ；
④队列长：系统中排队等待服务的顾客数，其平均值记为Lq ；
⑤逗留时间：一个顾客在系统中停留时间，包括等待时间和服务时间，其平均值记为W s ；
⑥等待时间：一个顾客在系统中排队等待时间,其平均值记为Wq 。
2.各项指标之间的关系
B(t)=
1-t e
*μ- , t ≥0 0 , t<0
设λ为单位时间内顾客的到达数（即为客户平均到达率），μ为单位时间内被服务完毕离去的平均顾客数（即单个服务台的平均服务率），则1/λ为相邻两个顾客到达的平均间隔时间，1/μ即为每个顾客的平均服务时间，因此有
L s=λW s 即系统中平均的顾客数等于单位时间内平均到达的顾客数乘以每个顾客在系统中的平均停留时间；
即平均队列长为单位时间内平均到达的顾客数乘以得到服务前的平均等待时间；
W s=W q+1/μ即每位顾客在系统中的平均停留时间等于顾客在系统中的平均等待时间加上平均服务时间，因此，L s=Lq+λ/μ
排队论的案例分析
汽车售后服务
当今排队论研究的内容包括3个方面：系统的性态、系统的优化和统计推断，根据资料的合理建立模型，其目的是正确设计和有效运行各个服务系统，使之发挥最佳效益。利用排队论的知识来解决汽车售后服务中的排队论问题。
1.排队模型的建立
假设客户平均到达率为λ，单个服务台的平均服务率（表示单位时间被服务完的顾客数）为μ，整个服务机构的平均服务率为cμ，系统的服务强度ρ=λ/cμ（ρ<1）时才不会排成无限的队列，P n(c)为c个服务台任意时刻系统中有n个顾客的概率；当到达率为λ，服务率为cμ的过程达到稳态时，可得
(1)
(2)
当系统达到平衡状态时,每位顾客在系统中的等待时间w的均值为:
(3)
排队逗留的人数：
(4)
2.排队系统的最优化
在排队系统中，顾客希望服务台越多、服务效率越高、逗留时间越短越好，使自己的损失达到最小，为此4S店就要增加服务人员数，而4S店也不可能无限投入，因此就需要优化设计，目的就是使顾客损失费用和公司运营成本最低。假设服务台的个数为Cc，每个服务台单位时间所需的成本费为C
s，每个顾
客在系统中逗留单位时间的费用为C
w，总成本为Z(c)，则目标函数：
minZ(c) = C
s C + C w L s
其中L
s为逗留的人数公式（4），C只能取整数。
设C * 是使目标函数Z(c)取最小值的点C * 满足。
L
s = L s(C)
化简得：(5)
通过计算机模拟依次算出L
S(1),L S(2),L S(3)…相邻两项之差，看常数落在哪两者之间，从而确定使顾客损失费用和公司服务成本之和达到最优化服务台个数C的最优解C * 。
3.模型的求解
由已知易得：
由上表知只有维修机组个数C * = 4时满足公式（5），从而使得每一位客户来店等待维修时间最短，且公司成本最低的最优维修机组个数为4。
4.模型的分析
当顾客平均到达率上升引起服务强度增加致使平均队长L太大，甚至由于服务强度ρ > 1使队长趋向无限时，在平均服务率不变的情况下就只能增加服务台。下面考虑有两个服务台且平均服务率相等的情况。
两个服务台的排队有两种形式分别由下面两图表示:左图一个队是一个M/M/2模型;右图两个队，且入
队后不能换队,是两个M/M/1模型。
可以知道，两个服务台的两种服务形式平均队长L,等待时间W之比为：
就人们最关心的等待时间而言有,而当较大时，M/M/2模型的形式比2个M/M/1模型节省较多的等待时间。
同理可证：在有多个并列服务台的排队系统中,排成单队比排成并列多队的方案具有明显的优越性.对于设置多个服务台的随机过程，应该让顾客排成一个队。
5.接待派工程序的设计
由上知，在设置4个并列维修机组的排队系统中，排成单队比排成并列4队的方案具有明显的优越性.具体的接待、派工程序如下：
服务月工作安排
在最优条件下，各维修机组基本上一直处于繁忙状态，但该4S店4月份与9月份来店保养客户比平均每天来店保养客户多31%及43%，因此为了在不增加员工数量且遵守国家法定工作时间的条件下完成服务月活动，只能提高各维修机组的工作效率。
由已知易得：4月份每小时客户平均到达率λ = 18.77(辆/h)，设每个维修机组提高效率后每小时修理的汽车数量为μ,由MATLAB计算得当μ = 4.6时即可满足条件,此时每个维修机组提高的效率为P=21.8%.同理9月份当μ = 5时即可满足条件，此时每个维修机组提高的效率P=32.4%。
因此，该4S店需提高的工作效率如下：
各维修机组在4月份、9月份需提高的工作效率
结论
应用排队论一方面可以有效地解决售后服务系统中人员和设备的配置问题，为公司提供可靠的决策依据；另一方面通过系统优化，找出客户和公司两者之间的平衡点，既减少排队等待时间，又不浪费公司人力物力，从而使公司和客户之间达到双赢。排队是一种司空见惯的现象，因此排队论可以用来解决许多现实问题。
参考文献
徐光辉：《随机服务系统》，科学出版社,北京,1980。
深荣芳：《运筹学》，机械工业出版社。
张杰、周硕：《运筹学模型》，东北大学出版社，2005。
排队论及其在通信领域中的应用 信息与通信工程学院 2班 姓名：李红豆 学号：10210367 班内序号：26 指导老师：史悦 一、摘要 排队论是为了系统的性态、系统的优化和统计推断，根据资料的合理建立模型，其目的是正确设计和有效运行各个服务系统，使之发挥最佳效益。排队是一种司空见惯的现象，因此排队论可以用来解决许多现实问题。利用排队论的知识可以来解决通信服务中的排队论问题。应用排队论一方面可以有效地解决通信服务系统中信道资源的分配问题；另一方面通过系统优化，找出用户和服务系统两者之间的平衡点，既减少排队等待时间，又不浪费信号资源，从而达到最优设计的完成。 二、关键字 排队论、最简单流、排队系统、通信 三、引言 排队论又称随机服务系统, 主要解决与随机到来、排队服务现象有关的应用问题。是研究系统由于随机因素的干扰而出现排队(或拥塞) 现象的规律的一门学科, 排队论的创始人Erlang 是为了解决电话交换机容量的设计问题而提出排队论。它适用于一切服务系统,包括通信系统、计算机系统等。可以说, 凡是出现拥塞现象的系统, 都属于随机服务系统。随着电子计算机的不断发展和更新, 通信网的建立和完善, 信息科学及控制理论的蓬勃发展均涉及到最优设计与最佳服务问题, 从而使排队论理论与应用得到发展。 四、正文 1、排队论概述： 1.1基本概念及有关概率模型简述： 排队论是一个独立的数学分支有时也把它归到运筹学中。排队论是专门研究由于随机因素的影响而产生的拥挤现象(排队、等待)的科学也称为随机服务系统理论或拥塞理论。它专于研究各种排队系统概率规律性的基础上解决有关排队系统的最优设计和最优控制问题。 排队论起源于20世纪初。当时美国贝尔Bell电话公司发明了自动电话以后如何合理配臵电话线路的数量以尽可能地减少用户重复呼叫次数问题出现了。 1909年丹麦工程师爱尔兰发表了具有重要历史地位的论文“概率论和电话交换”从而求解了上述问题。 1917年又提出了有关通信业务的拥塞理论用统计平衡概念分析了通信业务量问题形成了概率论的一个新分支。后经C.Palm等人的发展由近代概率论观点出发进行研究奠定了话务量理论的数学基础。
南京理工大学 课程考核论文 课程名称：课程设计 论文题目：银行服务数据的统计分析姓名：李其然 学号：14 成绩：
【摘要】 排队论是运筹学的一个重要分支，又称随机服务系统理论，是研究由随机因素的影响而产生拥挤现象的科学。它通过研究各种服务系统在排队等待中的概率特性，来解决服务系统的最优设计与最优控制问题。随着社会文明的发展与进步，排队已成为和我们生活密不可分的话题。去银行、商场等随机性服务机构购物，如在结算时出现长时排队等待现象，是件让人头痛的事情，有时会因此取消购物计划。身为商家，如何在最低成本运营的情况下最大化的为顾客提供优质服务，减少顾客无谓的等待时间，是重多经营者亟待解决的问题。因此，根据排队论的知识来优化银行的排队系统是具有现实意义的。 计算机模拟就是利用计算机对所研究系统的内部结构、功能和行为进行模拟。由于排队论的应用已越来越广泛，排队特征、排队规则和服务机构也变得越来越复杂，解析方法已无法求解，而计算机模拟是求解排队系统和分析排队系统性能的一种非常有效的方法，并且计算机模拟具有成本低，运行速度快，准确度高的优点。将排队论与计算机模拟结合起来，是今后排队论发展的必然趋势。 在银行中客户排队是一个常见的现象，特别是近年来随着客户规模的不断,扩大以及营业厅扩建速度跟不上客户需求增长的矛盾愈显突出。因此，为平稳波动的客户，需求与移动营业厅有限的服务能力之间的矛盾，提升客户满意度，开展缩短客户等待时长，优化营业厅服务的项目刻不容缓。本文基于需求管理的理论，运用现代项目管理工具，针对南京交通银行营业厅进行顾客达到时间（间隔）、服务员完成服务时间等资料的收集和对客户进行问卷调查、访谈的基础上，对数据进行统计分析，包括数据的均值、众数、中位数、方差指标，并做经验分布函数、拟合数据分布、分布参数的估计、分布假设检验，来反映目前交通银行营业厅排队现状。之后，从客户角度出发，分析了造成移动营业厅排队问题的原因，进而从缴费类型和对时间与价格敏感度两个角度对客户的需求进行了分析，总结出适合缩短客户等待时长的项目管理方案。并在此基础上提出基于需求管理的解决移动营业厅排队问题。 【关键词】：统计特征；分布假设；分布检验
排队论模型 排队论也称随机服务系统理论。它涉及的是建立一些数学模型，藉以对随机发生的需求提供服务的系统预测其行为。现实世界中排队的现象比比皆是，如到商店购货、轮船进港、病人就诊、机器等待修理等等。排队的内容虽然不同，但有如下共同特征： 有请求服务的人或物，如候诊的病人、请求着陆的飞机等，我们将此称为“顾客”。 有为顾客提供服务的人或物，如医生、飞机跑道等，我们称此为“服务员”。 由顾客和服务员就组成服务系统。 顾客随机地一个一个（或者一批一批）来到服务系统，每位顾客需要服务的时间不一定是确定的，服务过程的这种随机性造成某个阶段顾客排长队，而某些时候服务员又空闲无事。 排队论主要是对服务系统建立数学模型，研究诸如单位时间内服务系统能够服务的顾客的平均数、顾客平均的排队时间、排队顾客的平均数等数量规律。 一、排队论的一些基本概念 为了叙述一个给定的排队系统，必须规定系统的下列组成部分： 输入过程 即顾客来到服务台的概率分布。排队问题首先要根据原始资料，由顾客到达的规律、作出经验分布，然后按照统计学的方法（如卡方检验法）确定服从哪种理论分布，并估计它的参数值。我们主要讨论顾客来到服务台的概率分布服从泊松分布，且顾客的达到是相互独立的、平稳的输入过程。所谓“平稳”是指分布的期望值和方差参数都不受时间的影响。 排队规则 即顾客排队和等待的规则，排队规则一般有即时制和等待制两种。所谓即时制就是服务台被占用时顾客便随即离去；等待制就是服务台被占用时，顾客便排队等候服务。等待制服务的次序规则有先到先服务、随机服务、有优先权的先服务等，我们主要讨论先到先服务的系统。 服务机构 服务机构可以是没有服务员的，也可以是一个或多个服务员的；可以对单独顾客进行服务，也可以对成批顾客进行服务。和输入过程一样，多数的服务时间都是随机的，且我们总是假定服务时间的分布是平稳的。若以ξ 表示服务员为 n }，n=1，2，…第n个顾客提供服务所需的时间，则服务时间所构成的序列{ξ n 所服从的概率分布表达了排队系统的服务机制，一般假定，相继的服务时间ξ ， 1ξ2，……是独立同分布的，并且任意两个顾客到来的时间间隔序列{T n}也是独立的。 如果按服务系统的以上三个特征的各种可能情形来对服务系统进行分类，那么分类就太多了。因此，现在已被广泛采用的是按顾客相继到达时间间隔的分布、服务时间的分布和服务台的个数进行分类。 研究排队问题的目的，是研究排队系统的运行效率，估计服务质量，确定系统参数的最优值，以决定系统的结构是否合理，设计改进措施等。所以，必须确
基于排队论的决策系统研究 【摘要】在排队系统中，顾客总是希望尽快接受服务，为减少顾客逗留时间（降低逗留费用），需要提高服务水平，服务水平是服务率μ和并行服务台数c 的函数，因此优化的目标是使两者的费用总和最小。本文运用了排队系统“合适的”服务水平的决策模型：费用模型，渴望水平模型以及排队系统的经济分析等内容对上述问题进行了研究和分析，并用实例证明分析，以至于在服务水平和等待的各个冲突因素之间寻求某种平衡。 关键词：服务水平决策模型费用模型渴望水平模型
一、前言 1.1研究排队系统的必要性 日常生活中我们常常需要等待服务，例如在参观就餐是等待服务，在超市付款台前“排队等候”，在邮局“排队”等待服务等。但是排队现象也不仅仅是人类独有的，比如工件的等待机器加工，飞机在机场上空盘旋等待批准着陆，汽车等待交通信号灯等，它们也存在着排队现象。排队现象花费极大的成本，等待现象是不可能完全消除的，我们的目标是把它不利影响减小到“可以忍受的”程度。 排队论主要是运用像：平均队列长度、平均等待时间，以及设施平均利用率这样的性能度量指标，来定量研究排队现象。 1.2 排队模型的要素 一个排队系统中的主要参与之是顾客和服务台，顾客从某个输入源产生，到达一个服务设施，他们可以立即得到服务；加入服务设施繁忙，也可能在队列中等待。当一个设施完成一次服务，如果有顾客等待的话，则自动地“拉出”一个等待顾客；加入队列为空，设施就变成空闲，直到新的顾客到达。 从分析队列的角度，我们用连续两个顾客之间的到达时间间隔来表示顾客的到达，用对每个顾客的服务时间来描述服务。一般地，到达时间和服务时间可以是随机的，如邮局的服务系统；也可以是确定的，如求职面试申请者的到达。 队列长度对于队列的分析有作用，它可以是有限长的，如两个相邻机器之间的缓冲区；也可以是无限的，如邮寄订单处理。 排队规则表示从队列里选择顾客的顺序，是排队模型分析的一个重要因素。最常见的排队规则是先到先服务（first come，first served，FCFS）。其他的排队规则还有后到先服务（last come，first served，LCFS）和随机顺序服务（service in random order，SIRO）。也可以按照某种优先权(priority)顺序从队列里挑选顾客，例如车间里把紧急工件放在普通工件前面进行处理。 在队列分析中，顾客的排队行为也起着重要作用。“人类”顾客可能从一个队列跳到另一个队列，以期望缩短排队时间。顾客也可能由于预计的排队时间过长而暂时不加入队列，或者可能会从一个队列中等待过久而退出，因为已经等待了太长的时间。服务设施的设计可以包括并行服务，如邮局或银行服务，服务人
一、填空题 1.近代自然科学诞生阶段的三件大事是太阳中心说向神学的挑战、血液循环学说对神学的打击和伽利略为近代自然科学开辟道路。 2．提出燃烧作用的氧化学说和确定质量守恒定律的是法国化学家___拉瓦锡_________。 3、1912年，德国科学家魏格纳根据大洋岸弯曲形状的某些相似性，提出了大陆漂移的假说。 4.英国的史密斯常被誉为“地层学之父”，提出“ 化石层序律”后，就把时间与生物演化阶段联系起来，编篡地球的历史。 二、单项选择题 1．被称为近代科学之父的是（B） A．牛顿B．伽利略C．哥白尼D．道尔顿 2．最早提出原子论的科学家是( B ) A．门捷列夫B．道尔顿 C．拉瓦锡D．德谟克利特 3．应用实验方法进行观察有三个特点，下面各项中不在其内的是（B） A．可以纯化研究对象B．可以使用实验仪器 C．可以强化实验对象D．可以模拟自然过程 4．地球的形状确切的是说是（C） A．球形B．椭球体C．梨状体D．苹果形 5．一壶水烧开时，水蒸气会将壶盖冲开，这现象中水蒸气（B） A．对壶盖做功，使壶盖热能增加B．对壶盖做功，使壶盖机械能增加 C．对壶盖热传递，使壶盖热能增加D．对壶盖热传递，使壶盖机械能增加 三、多项选择题 1.现代量子理论的创立者( BD ) A．普朗克B．海森堡C．爱因斯坦D．薛定谔 2、狭义相对论的结论（ACD） A．时间膨胀B．时空弯曲C．尺缩效应D．同时的相对性 3、现代技术的三大技术体系(BCD) A．网络技术B．能量转换技术C.物质变化技术D．信息控制技术 四、判断并改错 1、海森堡建立的矩阵力学与薛定谔建立的波动力学【在数学上是等价的】。（对） 2、中子是由【费米】于1932年发现的。（错中子是由剑桥大学卡文迪许实验室的英国物理学家查德威克于1932年发现的） 3.多莉羊的培育主要采用了【细胞融合技术】。（错多莉的诞生采用的是细胞核移植技术）. 4.被称为人类的第四环境的是【外层空间】。（对） 五、名词解释 牛顿：艾萨克·牛顿（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。 他在1687年发表的论文《自然定律》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。 在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理，提出牛顿运动定律[1] 。在光学上，他发明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。 在数学上，牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，
第9章排队论 9.1 判断下列说法是否正确： （1）若到达排队系统的顾客为泊松流，则依次到达的两名顾客之间的间隔时间服从负指数分布； （2）假如到达排队系统的顾客来自两个方面，分别服从泊松分布，则这两部分顾客合起来的顾客流仍为泊松分布； （3）若两两顾客依次到达的间隔时间服从负指数分布，又将顾客按到达先后排序，则第1、 3、5、7，…名顾客到达的间隔时间也服从负指数分布； （4）对M/M/1或M/M/C的排队系统，服务完毕离开系统的顾客流也为泊松流； （5）在排队系统中，一般假定对顾客服务时间的分布为负指数分布，这是因为通过对大量实际系统的统计研究，这样的假定比较合理； （6）一个排队系统中，不管顾客到达和服务时间的情况如何，只要运行足够长的时间后，系统将进入稳定状态； （7）排队系统中，顾客等待时间的分布不受排队服务规则的影响； （8）在顾客到达及机构服务时间的分布相同的情况下，对容量有限的排队系统，顾客的平均等待时间将少于允许队长无限的系统； （9）在顾客到达的分布相同的情况下，顾客的平均等待时间同服务时间分布的方差大小有关，当服务时间分别的方差越大时，顾客的平均等待时间将越长； （10）在机器发生故障的概率及工人修复一台机器的时间分布不变的条件下，由1名工人看管5台机器，或由3名工人联合看管15台机器时，机器因故障等待工人维修的平均时间不变。 M/M/1 9.2、某理发店只有一名理发师，来理发的顾客按泊松分布到达，平均每小时4人，理发时 间服从负指数分布，平均需6小时，求： （1）理发店空闲时间的概率； （2）店内有3个顾客的概率； （3）店内至少有1个顾客的概率； （4）在店内顾客平均数； （5）在店内平均逗留时间； （6）等待服务的顾客平均数； （7）平均等待服务时间； （8）必须在店内消耗15分钟以上的概率。 9.3、某修理店只有一个修理工，来修理东西的顾客到达次数服从泊松分布，平均每小时4 人，修理时间服从负指数分布，平均需6分钟。求： （1）修理店空闲时间的概率； （2）店内有3个顾客的概率； （3）店内顾客平均数； （4）店内等待顾客平均数； （5）顾客在店内平均逗留时间； （6）平均等待修理时间。
基于排队论的校园服务系统的分析及优化 摘要：服务窗口的排队问题在生活中随处可见，为提高系统效率，本文以我校 食堂超市等服务窗口问题为例，基于泊松分布和排队论分析来确定所需要的服务 窗口和服务人员数目，理论计算结果和实际情况相比较，为解决目前大学生在校 就餐购物排队等时间问题，构建了基于排队论的校园窗口设置优化模型。 关键词：排队论；数学建模；系统优化 Analysis and optimization of campus service system based on queuing theory. Abstract： Service window of queuing problem can be seen everywhere in our daily life, to improve the efficiency of system, this article in our school canteen service window problem such as supermarkets, for example, based on the poisson distribution and queuing theory analysis to determine the required number of service Windows, compared with the theoretical calculation results and actual situation, to solve the problem of the current college students in the school dining shopping queuing time, build the campus window set optimization model based on queuing theory. Key words: queuing theory; Mathematical modeling; System optimization 一、引言 排队是在日常生活中经常遇到的问题，比如顾客到商店购物去火车站买票等 都需要排队。此时要求服务的人数超过服务机构（服务台服务员等）的容量，也 就是说，到达的顾客不能立即得到服务进而出现了排队现象。在大学里，会因为 人数多而相关的一些服务窗口或者服务人员数目不够导致经常看见食堂超市等场 所出现冗长的队伍和拥挤现象。为了减少学生排队等待时间，提高服务台服务效 率和管理水平，就有必要运用排队论对校园服务窗口进行优化配置。本文以数学 理论中的排队论为依据，结合学校服务窗口出现的排队问题进行分析建模，以期 学校能用最优的服务窗口和人员数目获得学生和服务窗口间的较好效率。 二、校园排队相关情况调查 2.1调查对象： 这次抽样以阜阳师范学院在校本科生为对象，其中问卷对象包含了大一到大 三的学生。 我们将问卷以每个年级各70份，以年级宿舍楼寝室为单位随机发放匿名填写。此次调查，共发放210份问卷，回收201份，其中有效问卷195份。 2.2调查内容： 1、排队运营形式及排队中出现问题。 2、学生排队等待时间研究。 3、学校针对排队这一现象所采取的实施办法的总体情况。 2.3调查方法： 调查的过程采用抽样调查法，为了使样本遍布所有年级，因此以年级为层次 对我校大学生进行随机抽样。 三、调查内容及分析 3.1调查结果分析 1、排队运营形式及排队中出现问题 针对这一内容涉及到调查问卷中“在校园内哪些地方需要排队”、“同学们在排 队时是否遇到过插队现象”两个问题。从表格中可以反映出，在校园内需要排队的地点。而在这些地点
排队论实验报告
《排队现象的建模、解析与模拟》 课程设计 姓名： 学号： 班级：
题目描述：排队系统的稳定性与什么有关？与系统的一步概率转移矩阵有什么关系？收敛速度快慢与什么有关？ 解答过程： （1）初始设定： 设初始状态X=(P1 P2 P3 … Pn),一步状态概率转移矩阵为P ，最终系统趋于稳定的状态为Y=(Y1 Y2 Y3 … Yn)，可知X 和Y 是一个固定不变的行向量，且P1+P2+P3+…+Pn=1，Y1+Y2+Y3+…+Yn=1。 （2）描述模型： 对排队系统最终趋于稳定的描述为：Y=X*P n ，n>N(N 是一个足够大的数)。 （3）提出假想： 由（2）中对于系统最终趋于稳定状态的描述，因为X 和Y 都是固定的向量，所以，若系统趋于稳定，则P n 收敛。假设P 最终收敛为 P σ=(a1 a2 ?an ???x1x2?xn ) ， 由概率转移矩阵的性质可知各行概率之和为1，即a1+a2+…+an=1。 因为Y* P σ= (Y1 Y2 Y3 … Yn)* (a1 a2 ?an ???x1x2?xn )=Y=(Y1 Y2 Y3 … Yn)，故提出猜测：概率转移矩阵收敛后各列的元素值相等。 (4)MATLAB 验证猜想： ① 当n ≥73时收敛：
② 当n≥38时收敛 ③ 当n≥11时收敛
④ 当n≥3时收敛 ⑤ P本身就是收敛后的结果
(5)结论： 经过一系列验证，得出系统的稳定性只与一步转移概率矩阵P 有关，若P 收敛，则系统趋于稳定，反之系统不稳定。并且P 收敛后行和为1，每列元素值相同。 因为Y* P σ= (Y1 Y2 Y3 …… Yn)* (a1 a2 ?an ???a1a2?an ) =((Y1+Y2+Y3+…Yn)*a1 (Y1+Y2+Y3+…Yn)*a2 … (Y1+Y2+Y3+…Yn)*an) =(a1 a2 … an) 所以最终的概率分布的结果是矩阵收敛后的一行。 收敛速度快慢与一步概率转移矩阵每列元素值的分布有关，若每列元素值分布比较均匀，则收敛速度较快，反之收敛速度较慢。每列元素值相等的矩阵，本身就是收敛后的结果。单位阵是一个特例，它每列元素值不相等，但是单位阵收敛。与单位阵类似的一类矩阵，即 每列有且仅有一个1出现的矩阵，这类矩阵不会收敛。
《运筹学》第六章排队论习题 1. 思考题 （1）排队论主要研究的问题是什么； （2）试述排队模型的种类及各部分的特征； （3）Kendall 符号C B A Z Y X /////中各字母的分别代表什么意义； （4）理解平均到达率、平均服务率、平均服务时间和顾客到达间隔时间等概念； （5）分别写出普阿松分布、负指数分布、爱尔朗分布的密度函数，说明这些分 布的主要性质； （6）试述队长和排队长；等待时间和逗留时间；忙期和闲期等概念及他们之间的联系 与区别。 2．判断下列说法是否正确 （1）若到达排队系统的顾客为普阿松流，则依次到达的两名顾客之间的间隔时间 服从负指数分布； （2）假如到达排队系统的顾客来自两个方面，分别服从普阿松分布，则这两部分 顾客合起来的顾客流仍为普阿松分布； （3）若两两顾客依次到达的间隔时间服从负指数分布，又将顾客按到达先后排序， 则第1、3、5、7，┉名顾客到达的间隔时间也服从负指数分布； （4）对1//M M 或C M M //的排队系统，服务完毕离开系统的顾客流也为普阿松流； （5）在排队系统中，一般假定对顾客服务时间的分布为负指数分布，这是因为通过对大 量实际系统的统计研究，这样的假定比较合理； （6）一个排队系统中，不管顾客到达和服务时间的情况如何，只要运行足够长的时间后， 系统将进入稳定状态； （7）排队系统中，顾客等待时间的分布不受排队服务规则的影响； （8）在顾客到达及机构服务时间的分布相同的情况下，对容量有限的排队系统，顾客的 平均等待时间少于允许队长无限的系统； （9）在顾客到达分布相同的情况下，顾客的平均等待时间同服务时间分布的方差大小有 关，当服务时间分布的方差越大时，顾客的平均等待时间就越长； （10）在机器发生故障的概率及工人修复一台机器的时间分布不变的条件下，由1名工人 看管5台机器，或由3名工人联合看管15台机器时，机器因故障等待工人维修的平均时间不变。 3．某店有一个修理工人，顾客到达过程为Poisson 流，平均每小时3人，修理时间服从负 指数分布，平均需19分钟，求： （1）店内空闲的时间； （2）有4个顾客的概率； （3）至少有一个顾客的概率； （4）店内顾客的平均数； （5）等待服务的顾客数； （6）平均等待修理的时间； （7）一个顾客在店内逗留时间超过15分钟的概率。 4．设有一个医院门诊，只有一个值班医生。病人的到达过程为Poisson 流，平均到达时间间隔为20分钟，诊断时间服从负指数分布，平均需12分钟，求： （1）病人到来不用等待的概率； （2）门诊部内顾客的平均数； （3）病人在门诊部的平均逗留时间； （4）若病人在门诊部内的平均逗留时间超过1小时，则医院方将考虑增加值班医生。问 病人平均到达率为多少时，医院才会增加医生？ 5．某排队系统只有1名服务员，平均每小时有4名顾客到达，到达过程为Poisson 流，，服务时间服从负指数分布，平均需6分钟，由于场地限制，系统内最多不超过3名顾客，求： （1）系统内没有顾客的概率； （2）系统内顾客的平均数；
1．概述 1.1 调度问题的提出 敏捷制造作为21世纪企业的先进制造模式，综合了JIT、并行工程、精良制造等多种先进制造模式的哲理，其目的是要以最低成本制造出顾客满意的产品，即是完全面向顾客的。在这种模式下如何进行组织管理，包括如何组织动态联盟、如何重构车间和单元、如何安排生产计划、如何进行调度都是我们面临的问题。其中车间作业调度与控制技术是实现生产高效率、高柔性和高可靠性的关键，有效实用的调度方法和优化技术的研究与应用已成为先进制造技术实践的基础。 调度问题主要集中在车间的计划与调度方面，许多学者作了大量研究，出了不少的研究成果。制造系统的生产调度是针对一项可分解的工作（如产品制造），探讨在在尽可能满足约束条件（如交货期、工艺路线、资源情况）的前提下，通过下达生产指令，安排其组成部分（操作）使用哪些资源、其加工时间及加工的先后顺序，以获得产品制造时间或成本的最优化。在理论研究中，生产调度问题常被称为排序问题或资源分配问题。 1.2 调度问题的分类 生产调度系统的分类方法很多，主要有以下几种： (1) 根据加工系统的复杂度，可分为单机、多台并行机、flow shop和job shop。 单机调度问题是所有的操作任务都在单台机器上完成，为此存在任务的优化排队问题，对于单机调度比较有代表性的请见文[9][10][l1]；多台并行机的调度问题更复杂，因而优化问题更突出，文[8][11]][13]研究了多台并行机的调度；flow shop型问题假设所有作业都在同样的设备上加工，并有一致的加工操作和加工顺序，文[12][13][14]研究了flow shop问题；job shop是最一般的调度类型、并不限制作业的操作的加工设备，并允许一个作业加工具有不同的加工路径。对于job shop型问题的研究，文献很多，综述文章可参见Lawler等[15]。 (2) 根据性能指标，分为基于调度费用和调度性能的指标两大类。 (3) 根据生产环境的特点，可将调度问题分为确定性调度和随机性调度问题。 (4) 根据作业的加工特点，可将调度问题分为静态调度和动态调度。 静态调度是指所有待安排加工的工作均处于待加工状态，因而进行—次调度后、各作业的加工被确定、在以后的加工过程中就不再改变；动态调度是指作业依次进入待加工状态、各种作业不断进入系统接受加工、同时完成加工的作业又不断离开，还要考虑作业环境中不断出现的动态扰动、如作业的加工超时、设备的损坏等。因此动态调度要根据系统中作业、设备等的状况，不断地进行调度。实际调度的类型往往是job shop型，且是动态的。 1.3 生产调度的环境特征 一般的调度问题都是对于具体生产环境中复杂的、动态的、多目标的调度问题的一种抽象和
第一章 1．交通工程学的定义？它的研究对象和研究目的是什么？ 2．交通工程学主要研究内容？ 3．简述交通工程学的发展？ 4．简述研究和运用交通工程学在道路运输管理中的作用？ 第二章 1.驾驶员的交通特性主要表现在哪几个方面?它与交通安全有何关系? 2.驾驶疲劳的影响因素有哪些?驾驶疲劳与肇事的关系是什么? 3.驾驶员的职业适应性对交通安全有何影响? 4.饮酒对驾驶员的驾驶机能有什么影响？酒后驾车对安全行车会带来什么影响？ 5.生物节律的主要内容是什么？它与安全行车有什么联系？试计算你自己下月第一天的生物节律状态。 6.根据行人的交通特性，结合自己的亲身体会谈谈对行人如何进行管理? 7.汽车的行驶方程式是什么?满足汽车行驶的条件有哪些? 8.汽车的动力性能指的是什么? 9.汽车的制动性能包括哪几个方面?制动距离和停车距离有何不同? 10.汽车的制动性能对交通安全有何影响? 11.什么是城市道路的交通特性? 12.城市道路横断面形式分几种?它们的优缺点及适用条件是什么? 13.什么是道路的平面线性?其构成要素是什么?如何保证? 14.为什么要设置平曲线的超高和加宽?如何设置? 15.什么是视距?分几种?如何保证视距?它对交通安全有何影响? 16.结合当地事故多发地点的情况，谈谈道路条件与交通安全的关系。 第三章 1．哪些参数可以用来衡量交通量的时间变化特征？ 2．什么是交通量？常见的交通量有哪几种？ 3．什么是第30位小时交通量？用它作为道路的设计小时交通量有何意义？ 4．什么是交通量的变化？交通量随时间和空间的变化说明了什么？ 5．如何计算、理解K月和K日？如何运用K月和K日推测AADT？ 6．简答交通量有哪些用途？ 7．某地三月K月3=0.925，K日3= 1.113，实际观测到该地某道路上2007年3月28日（星期三）的交通量为3558辆，试推算该地此道路2007年的年平均日交通量。 8．某测站测得的连续5min时段的交通量统计如表3－6所示，高峰小时交通量为1373veh/h,求5min和15min的高峰小时系数。 第四章 1、什么是速度？请说明几种常用速度的概念及其使用。 2、什么是百分速度？请分别说明15%位车速、50%位车速和85%位车速的概念及其作用。 3、什么是时间平均车速和区间平均车速 4、影响车速变化的主要因素有哪些？ 5、车速资料有哪些作用？ 6、对长为200m的路段进行现场观测，获得数据如表4－2所列：
排队论 排队论(Queuing Theory) ，是研究系统随机聚散现象和随机服务系统工作过程的数学理论和方法，又称随机服务系统理论，为运筹学的一个分支。 1.定义 排队论(queuing theory), 或称随机服务系统理论，是通过对服务对象到来及服务时间的统计研究，得出这些数量指标（等待时间、排队长度、忙期长短等）的统计规律，然后根据这些规律来改进服务系统的结构或重新组织被服务对象，使得服务系统既能满足服务对象的需要，又能使机构的费用最经济或某些指标最优。 1、排队模型的表示 X/Y/Z/A/B/C X—顾客相继到达的间隔时间的分布； Y—服务时间的分布； M—负指数分布、D—确定型、Ek —k阶爱尔兰分布； Z—服务台个数； A—系统容量限制（默认为∞）； B—顾客源数目（默认为∞）； C—服务规则（默认为先到先服务FCFS)。 2、排队系统的衡量指标 队长Ls—系统中的顾客总数； 排队长Lq—队列中的顾客数；
逗留时间Ws—顾客在系统中的停留时间； 等待时间Wq—顾客在队列中的等待时间； 忙期—服务机构两次空闲的时间间隔； 服务强度ρ； 稳态—系统运行充分长时间后，初始状态的影响基本消失，系统状态不再随时间变化。 3、到达间隔时间与服务时间的分布 泊松分布； 负指数分布； 爱尔兰分布； 统计数据的分布判断。 排队系统的构成及应用前景 排队系统由输入过程与到达规则、排队规则、服务机构的结构、服务时间与服务规划组成。 一般还假设到达间隔时间序列与服务时间均为独立同分布随机变量序列，且这两个序列也相互独立。 评价一个排队系统的好坏要以顾客与服务机构两方面的利益为标准。就顾客来说总希望等待时间或逗留时间越短越好，从而希望服务台个数尽可能多些但是，就服务机构来说，增加服务台数，就意味着增加投资，增加多了会造成浪费，增加少了要引起顾客的抱怨甚至失去顾客，增加多少比较好呢？顾客与服务机构为了照顾自己的利益对排队系统中的3个指标：队长、等待时间、服务台的忙期（简称忙期）都很关心。因此这3个指标也就成了排队论的主要研究内容。 2.组成部分 排队系统又称服务系统。服务系统由服务机构和服务对象（顾客）构成。服务对象到来的时刻和对他服务的时间（即占用服务系统的时间）都是随机的。
简述运筹学的起源与发展历程——应用博弈论思想分析团队合作中个人理性和集体利益的关系 作者：张舒悦 日期：2015年1月19日 [摘要] 我们说理性表现为参与人为自己的目标进行推理或计算。因此·在博弈对峙的局面中，每个人的理性判断最终导致的行为选择，也许反而会使导致集体利益的最差，当然。也许两个参与者之间不能被看做集体，但是我们可以通过集体特点的分析，从而对每个人理性策略选择所构成的集体后果关联从而对个人理性与集体利益有一个更为全面的认识。 [关键词] 囚徒困境；集体；理性；利己主义 [正文] 一、运筹学科的起源发展与分支概括 运筹学的起源 运筹学(英国用operational research，美国用operations research，简称OR)，从它的英文名称和中文翻译可以看出它与作战相关。中文“运筹”一词来源于《史记——留侯世家》，刘邦夸奖张良，“夫运筹帷幄之中，决胜千里之外，吾不如子房”。这一翻译不但传达了运筹学的渊源，而且反映了它的内涵，是翻译“信、达、雅”的最高境界。运筹学是一门内容广泛、应用广泛的交叉学科，它汇聚了数学、物理学、统计学、管理学、心理学、仿生学等众多的学科。有些分支的起源，如图论这一重要的分支的起源甚 至可以追溯到16世纪；即使是在现代通信领域广泛应用的排队论，也可以追溯到20世 纪初。但是，运筹学作为一门学科的出现确实要归功于第二次世界大战。 第二次世界大战是这样一个时期，科学发展从一门独立的学科发展向学科交叉发展，从“形而上学”的研究方法向系统综合研究的方向发展，系统科学、信息科学和计算机 科学开始了它的早期发展。这个良好的发展时期被第二次世界大战暂时中断，大量的科 学家为了国家利益投入到了为战争服务之中。在德国一方，科学家更多地投人各种杀伤 武器的研究；而在英美一方，科学家被组织成为作战研究小组，专门研究作战中的一些 特殊问题，这些问题需要数学模型和方法来解决。如雷达的部署问题、运输船队的护航 问题、反潜深水炸弹投掷问题、飞行员长机僚机配对问题、太平洋岛屿军事物资存储问题、项目管理问题等等。这些研究保障了英伦三岛免遭德军的蹂躏、美军在太平战争的 胜利。
摘要：本文首先对排队论中的基本建模与相关知识点进行了总结，然后对生活中排队论的运用的例子进行了讲解,接下来对无线通信中排队论的运用进行了相关的说明。最后进行了总结。 关键词：排队论,随机过程，泊松分布 一、排队论中的基本建模与相关知识点 不同的顾客与服务组成了各式各样的服务系统。顾客为了得到某种服务而到达系统、若不能立即获得服务而又允许排队等待,则加入队列排队等待接受服务，然后服务台按一定规则从队列中选择顾客进行服务，获得服务的顾客立即离开系统。 各个顾客由顾客源(总体)出发,到达服务机构(服务台、服务员)前排队等候接受服务,服务完成后离开。 排队结构指队列的数目和排列方式,排队规则和服务规则是说明顾客在排队系统中按怎样的规则、次序接受服务的。 排队过程的一般模型 实际的排队系统虽然千差万别,但是它们有以下的共同特征: (１)有请求服务的人或物——顾客; (2)有为顾客服务的人或物,即服务员或服务台； (3)顾客到达系统的时刻是随机的,为每一位顾客提供服务的时间是随机的,因而整个排队系统的状态也是随机的。排队系统的这种随机性造成某个阶段顾客排队较长,而另外一些时候服务员(台)又空闲无事。 排队系统由三个基本部分组成：①输入过程②排队规则③服务机构。 输入过程: 这是指要求服务的顾客是按怎样的规律到达排队系统的过程。
(１)顾客总体数,又称顾客源、输入源。这是指顾客的来源。顾客源可以是有限的,也可以是无限的。 (2)顾客到达方式。这是描述顾客是怎样来到系统的，他们是单个到达，还是成批到达。 (3)顾客流的概率分布,或称相继顾客到达的时间间隔的分布。顾客流的概率分布一般有定长分布、二项分布、泊松流(最简单流）、爱尔朗分布等若干种。 服务规则： (1)损失制。这是指如果顾客到达排队系统时，所有服务台都已被先来的顾客占用，那么他们就自动离开系统永不再来。 (２）等待制。这是指当顾客来到系统时,所有服务台都不空,顾客加入排队行列等待服务。 ①先到先服务。 ②后到先服务。 ③随机服务。 ④优先权服务。 (3)混合制。这是等待制与损失制相结合的一种服务规则,一般是指允许排队，但又不允许队列无限长下去。 ①队长有限。当排队等待服务的顾客人数超过规定数量时，后来的顾客就自动离去，另求服务,即系统的等待空间是有限的。 ②等待时间有限。即顾客在系统中的等待时间不超过某一给定的长度Ｔ，当等待时间超过Ｔ时,顾客将自动离去,并不再回来。 ③逗留时间(等待时间与服务时间之和)有限。 不难注意到,损失制和等待制可看成是混合制的特殊情形,如记ｓ为系统中服务台的个数,则当Ｋ=ｓ时，混合制即成为损失制；当Ｋ=∞时，混合制即成为等待制。 服务台情况: (1)服务台数量及构成形式。从数量上说，服务台有单服务台和多服务台之分。（2) 服务方式。这是指在某一时刻接受服务的顾客数，它有单个服务和成批服务两种。（3) 服务时间的分布。一般来说,在多数情况下,对每一个顾客的服务时间是一随机变量，其概率分布有定长分布、负指数分布、K级爱尔良分布、一般分布（所有顾客的服务时间都是独立同分布的)等等。 排队系统的描述符号与分类 为了区别各种排队系统，根据输入过程、排队规则和服务机制的变化对排队模型进行描述或分类,可给出很多排队模型。为了方便对众多模型的描述,肯道尔（D．G．Ｋendall)提出了一种目前在排队论中被广泛采用的“Kendall记号”,完整的表达方式通常用到６个符号并取如下固定格式： Ａ/B/C/D/E/Ｆ 各符号的意义为： A—表示顾客相继到达间隔时间分布,常用下列符号： Ｍ—表示到达过程为泊松过程或负指数分布; D—表示定长输入； Eｋ—表示ｋ阶爱尔朗分布; G—表示一般相互独立的随机分布。 B—表示服务时间分布,所用符号与表示顾客到达间隔时间分布相同。
摘要 近年来，大型超市不断的兴起给人们带来了许多便利。但是由于种种原因大型超市的排队服务系统并不完善，常常出现了队列过长或者服务台空闲等问题，因此，优化大型超市排队服务系统，减短队列便有具有了重大意义。 本文针对沈阳乐购超市服务排队系统进行优化。首先对排队论的相关知识进行介绍，对多服务窗等待制M/M/n/∞/∞排队模型进行了重点阐述。其次对沈阳乐购超市浑南店顾客服务时间，到达时间等数据进行调查，取得原始数据代入排队模型进行实证分析，计算出了相应的目标参量，确定了该超市各个时段应该开放的最佳收银台的数量。然后运用FLEXSIM对服务系统进行仿真以确定该优化方案是可行的。在此基础上本文对乐购超市的收银通道，扫描，员工专业度等方面提出问题并对其优化，最后对超市的发展提出意见。 本文的研究成果对大型商场、医院、银行等具有收费服务系统的服务企业具有普遍的借鉴意义。 关键词：大型超市；排队服务系统；建模；仿真；优化
Abstract In recent years, the continuous rise of large supermarkets have brought a lot of convenience to peaple. However, due to various reasons, the large supermarket's queuing system is not perfect, many problems often arised, such as the queue is too long or deskes are idling. Therefore, to optimize the queuing service system of large supermarket to shorten the queue will have a great significance. This thesis aimed at to optimize the service queuing system of Shenyang Tesco Supermarket. At first, the knowledge about queuing theory has beed introduced, and the multi-window waiting for M/M/n/∞/∞queuing model has beed focused on. Secondly, a survey of customer service time, arrival time and other data has beed conducted at Shenyang Tesco supermarket Hunnan store. Then, the original data abtained from the survey has been put into the queuing model to conduct a empirical analysis. And as a result, the corresponding target parameters are calculated, and so to determine the number of cash register at various hours of the supermarket should beed opened. Next, by using the FLEXSIM service system to conduct a simulation, finding out the optimization is feasible. On this basis, this thesis discussed the problem of cashier channel, scanning equipment and staff professionalism of the Tesco supermarket,and optimizing these problem at the same time.Finally, this thesis has give some advices about how to development the supermarket. The results of this paper have universal referenceto for large shopping malls, hospitals, banks and other service enterprises who have the fee-based services systems. Keywords: supermarkets; queuing service system; modeling; simulation; optimization
几种典型的排队模型 （1）M/M/1/∞/∞/FCFS 单服务台排队模型 系统的稳态概率n P 01P ρ=-，/1ρλμ=<为服务强度；(1)n n P ρρ=-。 系统运行指标 a.系统中的平均顾客数（队长期望值） .s n i L n P λμλ ∞ == = -∑ ； b.系统中排队等待服务的平均顾客数（排队长期望值） (1).q n i L n P ρλμλ ∞ == -= -∑ ； c.系统中顾客停留时间的期望值 1 []s W E W μλ== -； d.队列中顾客等待时间的期望值 1 q s W W ρμ μλ =- = -。 (2) M/M/1/N/∞/FCFS 单服务台排队模型 系统的稳态概率n P 01 1,11N P ρρρ +-= ≠-； 1 1,1n n N P n N ρρρ +-= <- 系统运行指标 a ．系统中的平均顾客数（队长期望值） 1 1 (1)11N s N N L ρρρ ρ +++= - -- b ．系统中排队等待服务的平均顾客数（排队长期望值） 0(1)q s L L P =-- c ．系统中顾客停留时间的期望值 0(1) s s L W P μ= - d ．队列中顾客等待时间的期望值 。1 q s W W μ =- (3) M/M/1/∞/m/FCFS （或M/M/1/m/m/FCFS ）单服务台排队模型 系统的稳态概率n P
00 1 ! ( ) ()! m i i P m m i λμ == -∑； 0! ( ),1()!n n m P P n m m n λ μ =≤≤- 系统运行指标 a ．系统中的平均顾客数（队长期望值） 0(1)s L m P μ λ =- - b ．系统中排队等待服务的平均顾客数（排队长期望值） 00() (1)(1)q s L m P L P λμλ +=--=-- c ．系统中顾客停留时间的期望值 01 (1) s m W P μλ = - - d ．队列中顾客等待时间的期望值 1 q s W W μ =- (4) M/M/c/∞/∞/FCFS 单服务台排队模型 系统的稳态概率n P 1 00 111[()()!!1c k c k P k c λλμρμ-==+-∑ ； 001(),!1(),!n n n n c P n c n P P n c c c λμλμ-?≤?? =? ?>?? 系统运行指标 a ．系统中的平均顾客数（队长期望值）： s q L L λ μ =+ b ．系统中排队等待服务的平均顾客数（排队长期望值）： 02 1 ()(1)!(1) c q n n c c L n P P c ρρρ∞ =+= -= -∑ c ．系统中顾客停留时间的期望值： s s L W λ= d ．队列中顾客等待时间的期望值： q q L W λ = [典型例题精解] 例1：在某单人理发馆，顾客到达为普阿松流，平均到达间隔为20分钟，理发时间服从负指数分布，平均时间为15分钟。求： (1)顾客来理发不必等待的概率；(2)理发馆内顾客平均数；