带优先权排队论-模型简介+应用案例分享

1、带优先权的排队模型基于M/M/s模型的进一步探讨1模型简介 在带优先权的排队模型中，顾客被服务的顺序首先基于其所属的优先级，其次再根据到达顺序进行排序。很多真实存在的排队系统实际上更符合带优先权的模型，比如紧急工作的招聘优先于其他一般的工作；VIP客户较其他一般客户，在服务上享有优先权等等。 两种最基本的优先权排队模型： 非强占性非强占性优先权优先权( (NonpreemptiveNonpreemptive Priorities Priorities) )即使一个高优先级的顾客到达，也不能强制让一个正在接受服务的低优先级顾客返回排队。 强占性强占性优先权优先权( (Preemptive Pri

2、oritiesPreemptive Priorities) )若有高优先级的顾客到达，服务员即中断对低优先级顾客的服务，并马上开始为高优先级顾客服务。1模型简介模型假设：1. 两个模型都存在N个优先级（1级代表最高）2. 服务顺序首先基于优先级，同一优先级内，依据“先到先服务”3. 对任意优先级，顾客到达服从Poisson分布，服务时间服从负指数分布4. 对任意优先级顾客的服务时间相同5. 不同优先级顾客的平均到达率可以不同2计算公式非抢占性优先权(基于M/M/s)Wk=1ABkBk-1+1mA=s!sm-lrsrjj!+smj=0s-1B0=1Bk=1-lii=1ksmli=m ean ar

3、rival rate for priority il=lii=1Nr=lm【注:】这里假设了 ， 从而使其能达到稳定状态。 lii=1ksmfor k=0,1,2,N, where2计算公式抢占性优先权(基于M/M/1)Wk=1/mBk-1Bkfor k=0,1,2,N3案例求解 管理咨询顾问注意到市医院的急诊病人并没有简单地按照达到顺序接受治疗，实际上病人大致被分为三类：（1）病危型，病情致命，必须马上治疗；（2）严重型，拖延治疗会使病情加重；（3）平稳型，治疗不及时并没有严重的后果。病人们按照以上优先级进行排队，每个优先级内部再按照到达顺序排队。 预测显示，大约有10%的病危型病人，30%

4、的严重型病人，60%的平稳型病人。因为严重的疾病在紧急处理后还要进行进一步治疗，所以花在急诊室的时间并不是很长，进而我们可以认为三种类型的病人接受治疗的时间是相同的。3案例求解Preemptive PrioritiesNonpreemptive Prioritiess=1s=2s=1s=2W1-1/0.024 hour0.238 hour0.029 hourW2-1/0.154 hour0.325 hour0.033 hourW3-1/1.033 hour0.889 hour0.048 hour3案例求解W1=W=Wq+1m=Lql+1m=P0(l m)srs!(1-r)2l+1mr=lsmP

5、0=1(l/m)nn!+(l/m)ss!11-l/(sm)n=0s-1W1-1m= 0.00037即其中故小时3案例求解 下面考虑前两个优先级。同理，这两个优先级的病人也不受第三优先级的影响。即= 0.33937小时 故从而W1-2l1(l1+l2)=1 4l2(l1+l2)= 3 4W1-2W1-2=WW2=430.33937-14(0.3337)= 0.34126小时W2-1m= 0.00793小时3案例求解即= 0.375小时 故从而小时小时W1-3W1-3= 0.1W1+0.3W2+0.6W3W1-3W1-3=WW3=10.60.375-0.1(0.3337)-0.3(0.34126)= 0.39875W3-1m= 0.065423案例求解 所以，完整的数据对比表如下：Preemptive PrioritiesNonpreemptive Prioritiess=1s=2s=1s=2W1-1/0.024 hour0.00037 hour0.00037 hour0.238 hour0.029 hourW2-1/0.154 hour0.00793 hour0.00793 hour0.325 hour0.033 hourW3-1/1.033 hour0.06542 hour0.06542 hour0.889 hour0.048 hour 从中可以看出，在两个模