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典型系统的离散事件系统仿真 ppt课件

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典型系统的离散事件系统仿真PPT共173页

典型系统的离散事件系统仿真PPT共173页
51、 天 下 之 事 常成 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
典型系统的离散事件系统仿真
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯

典型系统的离散事件系统仿真-文档资料

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2021/4/21
10
2、爱尔朗到来模式
• 常用于典型的电话系统。其到来分布函数 为：（其中，λ为平均到来速率，k为大于 零的正整数）
2021/4/21
11
3、一般独立到来模式
• 也称任意分布的到来模式。指到来间隔时 间相互独立，分布函数A0(t)是任意分布的 到来模式。这种分布往往可以用一个离散 的概率分布表加以描述。
统本身包括了顾客(被服务者)、排队队列和 服务台三部分。
2021/4/21
3
• 顾客从顾客源中进入系统，它们形成了不同队长 的排队队列，这个队列在不同的时间有不同的长 度，也可能为零，即在某些时间无人排队。
• 服务台是接收顾客井为顾客服务的服务设施，它 可以是一个简单的单服务台，也可以是一个复杂 的服务网络。
• 1、服务机构（服务台） • 是指同一时刻有多少服务台可以提供服务，
服务台之间的布置及关系是什么样的。
2021/4/21
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2、服务时间
①定长分布：这是最简单的情形，所有顾客 被服务的时间为常数a
②指数分布：当服务时间完全随机的时候， 可以用指数分布来表示它；
③爱尔朗分布：它用来描述服务时间的标准 差小于平均值(或变异系数＝标准差／平均 值<1)的情况；
2021/4/21
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排队规则
• 1、损失制：若顾客到来时，系统所有的服 务机构均非空，则顾客自动离去，不再回 来。
• 2、等待制：顾客到来时，系统所有服务台 均非空，则顾客形成队列等待服务。具体 包括：先进先出、后进先出、随机服务、 按优先级服务、最短处理时间先服务
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17
• 3、混合制（损失制与等待制的综合类型） • ①限制队长的排队规则 • ②限制等待时间的排队规则 • ③限制逗留时间的排队规则

离散事件系统的建模与仿真PPT演示课件

离散事件系统的建模与仿真PPT演示课件
(2)1/2
14
11.2 排队服务系统的数学建模
排队服务系统的建模方法
排队律的数学模型
先到先服务：服务首先提供给等待时间最长的顾客。 后到先服务：服务首先提供给最后到达的顾客。 优先服务律：中断或强占服务。服务提供给优先级最
高的顾客。 随机律：对所有等待的顾客进行随机选择服务。 其它：到超时、超长离去
补充：存储的输入。生产或订货。但需要时间。 费用：各种消耗费用。存储费h、订货费S、生产费
c、缺货费d。 存储策略
循环策略：每隔t0时间进行补充存储量Q。 (x,S)策略：每当x<=S时补充存储量Q=S-x。 混合策略：每隔t0时间检查存储量，然后实行(x,S)策略
18
11.3 存储系统的数学建模
形式化描述：M=(X,Y,S,,,ta)。
这里：X 外部事件（输入事件）；Y输出事件，S 序贯状态；状态转移函数；输出函数和ta时间 推进函数。
4
11.1 离散事件系统的数学描述 方法
实体：顾客、服务台
进程 排队活动
服务活动
顾客到达事件
服务开始事件
服务结束事件
离散事件系统中的实体、事件、活动和进程
(k1)!
到达分布函数为
A0(t)ekt
k1 n0
(kt)n
n!
k为大于零的正整数
13
11.2 排队服务系统的数学建模
排队服务系统的建模方法
服务过程的数学模型
定长的服务时间。一般情况 随机分布：一般按指数分布。特殊情况可按爱尔朗分
布或超指数分布。 正态分布：密度函数为
f(z) 1 ez2/2
排队服务系统的建模方法
到达模式的数学模型
定长分布：顾客在等距离时间间隔到达。

《离散事件仿真》课件

《离散事件仿真》课件

离散事件仿真的应用场景
离散事件仿真在交通、供应链、生产、物流等领域广泛应用，用于有效评估 系统的性散事件仿真包括问题建模、模型开发、实验设计、仿真运行和结果分析等步骤，每个步骤都需 要仔细进行。
离散事件仿真的关键技术
离散事件仿真关键技术包括事件排序算法、随机数生成、实验设计和验证方法，这些技术能够提 高仿真的准确性和效率。
《离散事件仿真》PPT课 件
探索离散事件仿真的定义、原理、应用场景、步骤、关键技术，以及介绍相 关工具，最后分享一个离散事件仿真的案例。
离散事件仿真的定义
离散事件仿真是一种计算机模拟技术，用于模拟离散事件的发生与演变，以评估系统的行为和性 能。
离散事件仿真的原理
离散事件仿真基于事件驱动的模型，模拟系统内部事件的离散发生与相互作 用，通过事件的排序和处理来模拟系统的演化。
离散事件仿真工具的介绍
介绍一些常用的离散事件仿真工具，如AnyLogic、Simio、Arena等，它们提供了丰富的功能和可视 化界面，方便建模和仿真操作。
离散事件仿真案例分享
分享一个实际应用的离散事件仿真案例，比如物流中心的优化、生产线的调度等，展示离散事件 仿真的效果和应用前景。

系统仿真 离散系统建模与仿真PPT课件

系统仿真 离散系统建模与仿真PPT课件

码头、船台、起重机、码头号、船台号 船
到港、靠码头、装卸货、 离港
制造单元 离散
分 布 式 数 离散 据库系统 学 校 图 书 离散 馆
车床、钻床、铣床、 作业类、批数、每 作业到达车床、钻床或铣
作业
批 作 业 数 、 加 工 时 床、装夹作业、卸下作业
间、机床号
计算机组、查询命令 查询类、查询时间 命令到达、离去命令到某 计算机组
离散事件系统
第18页/共48页
系统的状态
在特定时间内，与研究目的有关的描述系统所需变量的集合，定义 为系统的状态。
例如，在银行系统中，可能的状态变量是正在工作的出纳员人数， 在等待线上排队或正在接受服务的顾客数，以及下一个顾客的到达时间。
在制造系统中，机器的忙、闲或故障为可能的状态变量。 离散事件系统状态变量仅仅在可数的一些时间点上才有变化，我们 定义可能改变系统状态的瞬间事变为事件。例如在银行系统中，顾客的 到达和顾客接受完服务均为事件；在制造系统中故障即为事件。 在离散事件系统中，各事件以某种顺序或在某种条件下发生，并且 大都是随机性的，不能用常规的方法加以研究。
系统
“元素”：强调的系统不仅是有形的物理系统，也可以是抽象的、概念 的系统，例如，计算机，仿真的对象即可以是它的硬件系统，也可以是 它的软件系统。
“按照某些规律结合起来”是为了把仿
真的研究对象最大限度地加以扩展。系
d
统内部各元素的相互作用规律可以是已
知的、略知的或者是模糊的，甚至是未
知的。
b
c
一个实际系统的元素往往非常多，元
系统 超级市场 通信 银行 港口
性质 离散 离散 离散 离散
实体
属性
事件
购物篮、结账台、货 售价、购货单、货 顾客到达、找到货物、结

最新离散事件系统仿真基础课件ppt

最新离散事件系统仿真基础课件ppt
仿真钟的推进呈现跳跃性，推进速度具有随机性。
统计计数器
因固有的随机性，某一次仿真运行得到的状 态变化过程只不过是随机过程的一次取样， 离散事件系统的仿真结果只有在统计意义下 才有参考价值
在仿真模型中, 需要有一个统计计数部件， 以便统计系统中的有关变量，如排队系统中 的顾客等待时间、队列长度等
仿真语言或高级语言 长期运行或多次运行
仿真结果分析
统计结果、可信度分析等
第二节 随机变量模型的确定
无序中蕴含着有序，随机过程也有数学 描述形式，可近似归纳总结为几种变量 分布模式，使定量研究成为可能
没有绝对的无序和有序，如混沌 以单服务台排队系统中顾客到达时刻为
例，总可以找到一种接近的随机变量分 布 通常需要从观测数据中寻找规律
讨论一个未知参数θ的情形，设观测数据为
x1,x2, ,xn
离散分布情形：可令 P ( x ) 为该分布的概率质量 函数，定义似然函数L(θ)为：
L () P ( x 1 ) P ( x 2 )P ( x n )
θ的最大似然估计值 使L(θ)取最大值
连续分布情形：令 f ( x )为概率密度函数，定义 似然函数为 L () f( x 1 )f( x 2 ) f( x n )
在寻找分布形式时，根据对随机变量 （Random variable, r.v.）的特性了解程 度，一般会遇到三种情况
r.v.分布类型已知，需要由观测数据确定分布 参数
需要由观测数据确定概率分布类型及参数
难以由观测数据确定理论分布形式，需要定 义实验分布
一、分布参数的确定
分布参数的类型 定义分布所采用的大多数参数，由物理 或几何解释，可分为三个基本类型
最大似然估计(maximum likelihood estimation)

离散事件系统仿真


离散事件系统仿真
主要内容
1. 离散事件系统基本概念
2. 仿真钟的推进 3. 离散事件系统仿真步骤
4. 离散事件系统仿真类型
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基础概念
离散事件系统，与连续系统性质完全不同，这类 系统在离散时间点上发生变化，且这些离散时间 点一般不确定。 典型的离散系统

订票系统、库存系统、加工制造系统、交通系统、计算 机系统、网络系统等。
You are wrong!!!
S1
D2
S2
D3
S3
D4
S4
D5
b0 t0
b1 t1
A1 A2
b2 t2
b3 c1
A3
b4 t3
b5 c2
A4
b6 t4
b7 c3
A5
b8 t5
b9
c4 A6
t
仿真钟推进到t5，处理第5个顾客的到达事件，第四个顾客正在接受服务 ，该顾客进入排队等待； 下一最早发生的事件是谁？比较哪几个事件？ （1）第四个顾客的离开事件： C4=t4+S4+D4=111+28+17=156 （2）第六个顾客的到达事件： T6=t5+A6=133+30=163 ＞C4， 所以，下一最早发生事件是第四个顾客的离开事件， 即：b9=c4
线性同余发生器
线性同余发生器
举例
线性同余发生器
线性同余发生器
线性同余发生器
线性同余发生器
一些惯例
组合发生器
为提高线性同余发生器的性能，将两个独立的线 性同余发生器组合起来，即用一个随机数发生器 控制另一个随机数发生器产生的随机数，即为组 合发生器。 优点：减少了线性同余发生器所产生的随机数间 的自相关性，提高了独立性；加长发生器的周期 ，提高随机数的密度，从而提高均匀性。 缺点：速度慢，要得到一个随机数，需要产生两 个基础的随机数，并执行一些辅助操作。

第2讲 离散事件系统基本概念ppt课件


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课堂仿真练习（1）
计算全部顾客平均等待时间、服务员空的概率、
顾客
1 2 3 4 5
到达间隔随 机数字 －
259 3 493 4 67 1 789 7
顾客
1 2 3 4 5
最新版整理ppt
服务时间随 机数字 67 4 12 2 90 5 34 3 78 4
48
仿真工具软件
AUTOMOD 上机实验软件 DASH EXPRESS ANYLOGIC EMPLANT FLEXIM ……
最新版整理ppt
21
手工仿真步骤
1、确定仿真的每个输入的特征。 2，构造一个仿真表。 3、对每一重复运行i，为每一组由p个输入产生一
个值，并评价其功能，计算响应yi的值。
最新版整理ppt
22
例1：排队系统
仿真方法：手工仿真 仿真初始条件：系统中没有顾客，即：排队的队列中没有顾客等待，服务台 无服务对象。 仿真开始：以第一个顾客到达时刻为仿真的起始点。
N
Y 是否是系统 模型问题
N
Y
仿真实验设计
仿真运行研究 Y
继续运行否
设计新的实
Y
验否
仿真结果分析处理
最新版整理ppt
结束
14
计算机仿真的三个阶段
实际环境
建模方法学 数学模型
仿真算法 仿真模型
仿真软件 仿真实验结果
模型建立阶段 模型交换阶段 仿真实验阶段
最新版整理ppt
15
离散事件系统仿真策略
面向事件的仿真：事件表 面向活动的仿真：活动扫描 面向进程的仿真：为每个实体建立一个进程，反
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到达事件－统计特性
• 假定：到达事件：顾客到达间隔时间为1-8分钟的均匀分布 到达。

课件：第03章.离散事件系统仿真ppt

与活动扫描法类似的是，进程交互法也设置了条件测试模块，当系统仿 真钟推进到某一时刻时，对每一成分事件进行条件判断。
➢ ④ 将来事件表 将来事件表FEL是将来某个时刻发生的事件的事件记录。
➢ ⑤ 当前事件表 前事件表CEL是当前时间点开始有资格执行的事件的事件记录。
➢ ⑥ 进程表 将时间与活动按时间顺序进行组合，一个成分一旦进入进程，在条件允
面向对象的离散事件系统仿真
• 在面向对象仿真中，组成系统的实体以对象来描述。对象有三 个基本的描述部分，即属性、活动和消息。 每个对象都是一个封装了对象的属性及对象状态变化操作的自主的 模块，对象之间靠消息传递来建立联系以协调活动。对象内部不仅 封装了对象的属性还封装了描述对象运动及变化规律的内部和外部 转换函数。这些函数以消息或时间来激活，在满足一定条件时产生 相应的活动。消息和活动可以同时产生，即所谓的并发，但在单 CPU 计算机上，仍须按一定的仿真策略进行调度。在并行计算机和 分布式仿真环境中，仿真策略则可以更加灵活、方便。
– （3）活动扫描法的步 骤
上述过程用程序流程表示为：
初始化时间和成分状态
设置系统仿真钟 TIME= t0 While(TIME<= T∞)则执行扫描
for j=最高优先级数到最低优先级数 将优先数为j的成分置成I if t0(I)<=TIME且Da(S)=true
执行活动子程序I 退出重新扫描
end for TIME=min(ta|a ∈FUTURE(S)) end while 活动扫描法的程序结构如右图所示。
Y 执行该成分
确定该成分的下一事件
推进TIME
N 仿真结束？
Y 输出结果
将FEL中TIME时刻发生的 事件记录移到CEL中

第五章------离散事件系统仿真(课堂PPT)

离散事件系统 系统的状态仅在离散的时间点上方式变化的系
统，而且这些离散时间点一般是不确定。 面向事件：反映系统各部分相互作用的一些事
件，模型为反映事件状态的数集，仿真结果是 产生处理这些事件的时间历程 连续系统：时间常为均匀间隔计时；系统动力 学模型由表征系统变量间关系的方程描写，结 果常为变量随时间的变化历程
例：单机器加工系统中，工件是临时实体，机器是 永久实体
两者的关系：临时实体按一定规律出现在仿真系统 中，引起永久实体状态变化，又在永久实体作用下 离开系统，如此整个系统呈现出动态变化的过程
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2024/5/12
活动 导致系统状态变化的一个过程为活动
活动表示两个可区分事件之间的过程，标志着系 统状态的转移
✓ 混合时间推进机制（mixed time advance mechanism）
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固定步长时间推进机制
在仿真过程中仿真时钟每次递增一个固 定的步长。该步长在仿真开始之前，根 据模型特点确定，在仿真过程中保持不 变。
该推进方式要求每次推进都要扫描所有 正在执行的活动，以 检查此时间区间内 是否有事件发生。
下次事件时间推进机制原理图
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结论
固定步长时间推进机制可以通过调整步 长来调整仿真的效率 和精确度，但存在 着影响效率的多余计算和仿真精度误差。
下次事件时间推进机制不存在多余的计 算，具有高的仿真精 度，但没有调整仿 真效率和仿真精确度的手段。
固定步长时间推进机制适合于对事件的 发生在时间轴上呈均 匀分布的系统的仿 真；下次事件时间推进机制适合于事件 发生数小的系统仿真。
以单服务台排队服务系统为例，顾客生命周期的 进程为：
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• ⑦服务时间依赖于队长的情况：即排队顾客超多， 服务速度越快，服务时间越短。
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五、排队规则
• 当顾客进入系统后或顾客进入各级服务台 前都有可能因为服务台繁忙而需要排队等 待服务，即不能立即被服务，顾客在排队 等待服务时有不同的规则。
• 排队规则确定了顾客在队列中的逻辑次序、 服务台有空时哪一个顾客被选择去服务以 及顾客按什么样的次序与规则接受服务。
典型系统的离散事件系统仿真
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1
排队系统的仿真模型
• 排队系统也称为随机服务系统，是随机系 统的一个大类，包括各种交通系统、电话 系统、加工系统等
• 系统由提供服务的服务设施与被服务者组 成
• 被服务者统称为顾客 • 排队系统中仿真钟推进是跳跃式的。
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2
排队系统
• 一、排队系统的结构 • 排队系统简单而典型的形式如图所示，系
统本身包括了顾客(被服务者)、排队队列和 服务台三部分。
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3
• 顾客从顾客源中进入系统，它们形成了不同队长 的排队队列，这个队列在不同的时间有不同的长 度，也可能为零，即在某些时间无人排队。
• 服务台是接收顾客井为顾客服务的服务设施，它 可以是一个简单的单服务台，也可以是一个复杂 的服务网络。
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2、爱尔朗到来模式
• 常用于典型的电话系统。其到来分布函数 为：（其中，λ 为平均到来速率，k为大于 零的正整数）
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3、一般独立到来模式
• 也称任意分布的到来模式。指到来间隔时 间相互独立，分布函数A0(t)是任意分布的 到来模式。这种分布往往可以用一个离散 的概率分布表加以描述。
• 此外、还有超指数到来模式、成批到来模 式等。前者主要用厂概率分布的标准差大 于平均值的情况下；后者则与到来时间间 隔的分布无关，只是在每一到来时刻，到 来的顾客个数不是一个，而是一批。
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四、 服务机构
• 服务机构和顾客（被服务对象）组成了排 队系统，服务机构的结构与顾客被服务的 内容与顺序组成了整个排队系统的仿真对 象。
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排队系统的性能指标与符号表示
• 一、排队系统的性能指标及其表示 • 服务质量与服务效率是排队系统的性能指
标。 • 服务质量是指顾客需要等待的时间长短，
可以用平均等待时间、平均队长来表示； 有时也需要加上最大等待时间与最长队长 来表示。
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• 服务台效率则用忙期闲期比来表示。另外 系统中顾客平均逗留时间与服务台利用率 也是系统性能指标
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排队规则
• 1、损失制：若顾客到来时，系统所有的服 务机构均非空，则顾客自动离去，不再回 来。
• 2、等待制：顾客到来时，系统所有服务台 均非空，则顾客形成队列等待服务。具体 包括：先进先出、后进先出、随机服务、 按优先级服务、最短处理时间先服务
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• 3、混合制（损失制与等待制的综合类型） • ①限制队长的排队规则 • ②限制等待时间的排队规则 • ③限制逗留时间的排队规则
• 常见的随机性到来模式有以下几种： • 1、泊松到来模型 • 2、爱尔朗到来模式 • 3、一般独立到来模式
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1、泊松到来模型
• 泊松到来模式（又称M型到来过程）一般需 要满足4个条件：平稳性、无后效性（独立 性）、普通性和有限性。（商店顾客的到 来、机器到来维修点等可以用之）
• 其到来分布函数为：
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• 有限总体指顾客源中的顾客个数是确切的 或者是有限的。例如若一个维修工人负责 维修一个车间的3台机器，则这3台机器就 是一个有限的总体。
• 在具有较大潜在顾客的系统中，顾客源一 般假定为无限的，即不能用确切的或者有 限个数来描述。例如进入超市的顾客或者 要求通话的顾客即可假定为无限总体。
• 根据间隔时间的确定与否，到来模式可分 为确定性到来与随机性到来。
• 确定性到来模式指顾客有规则的按照一定 的间隔时间到达。这些间隔时间是预先确 定的或者是固定的。等距到来模式就是一 个常见的确定性到来模式。
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• 随机性到来模式指顾客相继到来的间隔时 间是随机的，不确定的，它一般使用概率 分布来描述。
• 1、服务机构（服务台） • 是指同一时刻有多少服务台可以提供服务，
服务台之间的布置及关系是什么样的。
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2、服务时间
①定长分布：这是最简单的情形，所有顾客 被服务的时间为常数a
②指数分布：当服务时间完全随机的时候， 可以用指数分布来表示它；
③爱尔朗分布：它用来描述服务时间的标准 差小于平均值(或变异系数＝标准差／平均 值<1)的情况；
• 顾客服务结束后离开系统．离开后可能是重返顾 客源，也可以是永远离开系统。
• 排队系统是一个顾客不断的到来、排队及服务与 离去的动态过程。
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二、顾客与顾客源
• 顾客：需要系统对其服务的实体，有时则 直接称为“实体”。顾客可以是零件、机 器、人等。
• 顾客源：又叫顾客总体，是指潜在的顾客 总数。它分为有限与无限两类。
• 1、服务台利用率
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2、平均等待时间
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3、平均逗留时间
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4、平均队长
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5、系统中平均顾客数
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6、忙期（闲期）
• 忙期是指服务台全部处于非空闲状态的时 间段，否则称为非忙期。
• 闲期指服务台全部处于空闲状态的时间段。 对于单服务台来说，忙期与闲期交替出现。
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• 有限顾客源模型中，顾客到来率取决与正 在服务或者正在等待服务的顾客数。
• 无限顾客源模型中，顾客到来率不受正在 服务或者正在等待服务的顾客数的影响， 当到来过程在整个时间上是齐次时，到来 率通常假设为常数。
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三、顾客到来模式
• 到来模式是指顾客按怎么的规律到来系统。 它一般用顾客相继到来的 ④超指数分布：与爱尔朗分布相对应．用来描述 服务时间的标准差大于平均值(或变异系数>1)的 情况；
• ⑤一般服务分布：用于服务时间是相互独立但具 有相同分布的随机情况，而上述分布是一般分布 的特例；
• ⑥正态分布：在服务时间近似于常数的情况下， 多种随机因素的影响使得服务时间围绕此常数值 上下波动，一船用正态分布来描述服务时间；