Sorbanállási modellek



Hasonló dokumentumok
A PÉNZ IDİÉRTÉKE. Egy jövıbeni pénzösszeg jelenértéke:

Tartalomjegyzék. Pemutáció 5 Ismétléses permutáció 8 Variáció 9 Ismétléses variáció 11 Kombináció 12 Ismétléses kombináció 13

1.1 Példa. Polinomok és egyenletek. Jaroslav Zhouf. Első rész. Lineáris egyenletek. 1 A lineáris egyenlet definíciója

Pályázat címe: Pályázati azonosító: Kedvezményezett: Szegedi Tudományegyetem Cím: 6720 Szeged, Dugonics tér

AZ ÉPÜLETGÉPÉSZETI RENDSZEREK ENERGIA-HATÉKONYSÁGÁNAK KÉRDÉSEI

Rudas Tamás: A hibahatár a becsült mennyiség függvényében a mért pártpreferenciák téves értelmezésének egyik forrása

Az új építőipari termelőiár-index részletes módszertani leírása

A statisztika részei. Példa:

1. Adatok közelítése. Bevezetés. 1-1 A közelítő függvény

ANDRÁS SZILÁRD, CSAPÓ HAJNALKA, NAGY ÖRS SIPOS KINGA, SOÓS ANNA, SZILÁGYI JUDIT

18. Differenciálszámítás

Az iparosodás és az infrastrukturális fejlődés típusai

Minőségirányítási rendszerek 8. előadás

I. FEJEZET BICIKLIHIÁNYBAN

FANTASZTIKUS KOMBINATORIKA. Adva van n különböző elem. A kiválasztás sorrendje számít VARIÁCIÓ. mateking.hu

specific (assignable) cause: azonosítható, tettenérhető (veszélyes) hiba megváltozott a folyamat

Járattípusok. Kapcsolatok szerint: Sugaras, ingajárat: Vonaljárat: Körjárat:

Felépítés Típus / Konfigurálás setup programmal. Mérési adatok kiolvasása

ö ú ö ő ő ü ö ö ű ö ő ö ű ö ő ő ö ü ö ő ö ő ő ü ö ű ú ö ő ü ö ú ú ú ő ő Ő ö ű

Bútordíszítô elemek és dekorációs anyagok

KAOTIKUS VAGY CSAK ÖSSZETETT? Labdák pattogása lépcsôn

Folyamatos működésű anyagmozgató gépek, géprendszerek teljesítőképességének meghatározása


Nagyméretű nemlineáris közúti közlekedési hálózatok speciális analízise

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

SIMA FELÜLETŰ MOTO- ROKKAL 0,37 1,1 kw

FELADATOK a Bevezetés a matematikába I tárgyhoz


7. ELŐADÁS VÍZI SZÁLLÍTÁS A GLOBÁLIS LOGISZTIKÁBAN


Más viszonylatban (például Badacsonyból Füredre, vagy Tapolcáról közvetlenül Fonyódra, stb.) a szállítás értelmetlen, ezért nem lehetséges.


Sztochasztikus folyamatok 1. házi feladat


6. MÉRÉS ASZINKRON GÉPEK

1. A skót bakák mellkas körmérete N(88, 10). A skót bakák mekkora hányada fér bele egy 84-es zubbonyba?

Walltherm rendszer. Magyar termék. 5 év rendszergaranciával. Felületfûtés-hûtés Épületszerkezet-temperálás padlófûtés





A vezetői munka alapelemei - Döntéselmélet, döntéshozatal lehetséges útjai


ű ű ű ű ű Ü ű ű Ü Ő

Orosz Gyula: Markov-láncok. 2. Sorsolások visszatevéssel

Ingatlanfinanszírozás és befektetés

ALGEBRA. egyenlet megoldásait, ha tudjuk, hogy egész számok, továbbá p + q = 198.

MATEMATIKA PRÓBAÉRETTSÉGI MEGOLDÓKULCS EMELT SZINT

Feladatok és megoldások a 4. hétre

ó ó ő ü í ó ó ü ő ü ó í ó ő ő í ő ú ú ó

7. el adás Becslések és minta elemszámok fejezet Áttekintés

Statisztika 1. zárthelyi dolgozat március 21.

Hálózati transzformátorok méretezése

13. Tárcsák számítása. 1. A felületszerkezetek. A felületszerkezetek típusai

KITÖLTÉSI ÚTMUTATÓ az erdei közjóléti létesítmények intézkedés támogatási kérelmének kitöltéséhez

Mátrixaritmetika. Tartalom:

7. A Poisson folyamat

1 A jelzőlámpás irányítás


FAIPARI ALAPISMERETEK

Debreceni Egyetem, Közgazdaság- és Gazdaságtudományi Kar. Feladatok a Gazdasági matematika I. tárgy gyakorlataihoz. Halmazelmélet

Emberi erőforrás gazdálkodás vizsgálata

AZ ÜZEMELTETÉSI KÖLTSÉGEK MINIMALIZÁLÁSA, A TERMELÉKNYSÉG MAXIMALIZÁLÁSA

9. modul Szinusz- és koszinusztétel. Készítette: Csákvári Ágnes

b) Adjunk meg 1-1 olyan ellenálláspárt, amely párhuzamos ill. soros kapcsolásnál minden szempontból helyettesíti az eredeti kapcsolást!

Ingatlanok értékelése hozamszámítással


Hidraulika. 5. előadás


PÉLDATÁR A SZÁMÍTÓGÉPES TESZTHEZ. Írta Dr. Huzsvai László


Csapágyak üzem közbeni vizsgálata a csavarhúzótól a REBAM 1 -ig 2

Sorozatok A.: Sorozatok általában

Kontingencia táblák. Khi-négyzet teszt. A nullhipotézis felállítása. Kapcsolatvizsgálat kategorikus változók között.



Egy irányított szakasz egyértelműen meghatároz egy vektort.



1. A radioaktivitás statisztikus jellege



5. Kombinatorika. 8. Legfeljebb hány pozitív egész számot adhatunk meg úgy, hogy semelyik kettő összege és különbsége se legyen osztható 2015-tel?



Ú Ú ű ű Ú Ó Ú Ü

A közgazdasági elméletekben bemutatott társadalmi együttműködésben. 5. előadás. Megoldás: D



Ö




GAZDASÁGI MATEMATIKA 1. ANALÍZIS

ő ú ö ű ő ö ő ö ö ö ű ö ö ű

ú ü Ü Ö ü ő ő ő Ú Ú Ö Ú

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2006/2007-es tanév első (iskolai) forduló haladók I. kategória

Ö Ü Ú Ö ű ű Ö ű ű ű ű Ú


Rugalmas elektronszórás; Recoil- és Doppler-effektus megfigyelése

Átírás:

VIII. előadás Sorbaállási modellek Sorbaállás: A sorbaállás, a várakozás általáos probléma közlekedés, vásárlás, takolás, étterem, javításra várás, stb. Eze feladatok elmélete és gyakorlata a matematikai - közgazdaságta öálló területe.

Két alapvető kérdést kell megválaszoli: mikor következik be és milye időtartamú a sorbaállás, a leggazdaságosabba hogya oldható meg a sorbaállás mérséklése, illetve kiküszöbölése. A továbbiakba a sorbaállási problémák elméletébe törtéő bevezetés a cél 4 alapvető modellel foguk megismerkedi. Alapfogalmak: Kiszolgálóhelyre bizoyos egységek ( emberek, gépkocsik, stb. ) szabályos, vagy szabálytala időközökbe érkezek.ezeket az egységeket rövide beérkezésekek evezzük. A kiszolgálóhelyeke az igéyelt tevékeység végrehajtására egy vagy több ú. kiszolgálási csatora áll a beérkezések redelkezésére. A kiszolgálási csatorára várakozók sorokat alkotak. 2

Alapfogalmak: (postai példa) kollégiumok Péztár taulmáyi ép. Péztár2 igazgatási ép. források sorok kiszolgáló csatorák Sorbaállási redszer = sorok + kiszolgáló csatorák Sorbaállási redszerek legléyegesebb jellemzője: beérkezések közötti időtartam, kiszolgálás időtartama. Ezek lehetek: álladó értékek, determiisztikusa változó értékek, sztochasztikusa változó (ismert valószíűségi eloszlással redelkező valószíűségi változó). 3

Mikor keletkezhet sor? Beérkezések közötti időtartam és a kiszolgálás időtartama álladó, de a beérkezések közötti időtartam rövidebb, mit a kiszolgálás időtartama em foglakozuk vele, modellezésre ics szükség. Beérkezések és/vagy a kiszolgálás időtartama valószíűségi változó. További osztályozás: korlátos forrású vagy em korlátos forrású redszer (előfizetéses meza, mezai étkezés) zárt vagy yílt sorbaállási redszer (Egy üzembe a gépek meghibásodásával kapcsolatos sorbaállási redszerek zártak, mert a megjavított gépek visszakerülve a termelésbe újra meghibásodhatak - ellekező esetbe, ha a kiszolgálást követőe em jöhet létre körfolyamat, yílt a redszer.) egy csatorás vagy több csatorás redszer ( egy péztár, vagy több péztár esete) 4

Példák: Kiszolgálás jellege Beérkezések Kiszolgálási csatorák telefoálás telefohívások telefo-áramkörök javítás gépmeghibásodás szerelők gyártás redelés mühelyek kiszolgálás vevők eladók utazás utasok tömegközlekedési eszközök vedéglátás vedégek picérek kirakodás hajók dokkok Jelölések (pl. egy termelő üzem eseté) : m - az egységek száma a vizsgált jeleség egészébe (m végtele is lehet) pl.: egy gyárba található gépek száma - beérkezések száma a redszerbe (a sorba állók és a kiszolgálásba részesülők száma együttese) pl.: a meghibásodott gépek száma v beérkezések száma a sorba pl.: javításra váró gépek száma j a kiszolgálásba részesülő egységek száma pl.: a javítás alatt levő gépek száma 5

Jelölések: S a kiszolgáló csatorák száma pl.: a szerelők száma a gyárba - az ürese álló csatorák száma pl.: azo szerelők száma, akikek ics mukájuk Mi a továbbiakba olya esetekkel foglalkozuk, amikor, v, j valószíűségi változók (ismert eloszlással eze eloszlásokat kísérletekkel, megfigyelésekkel határozzák meg) várakozó sor hossza em korlátozott. Jelölések: források csatorák sor(ok) S-a csatorák száma v-beérkezések a sorba j-egységek kiszolgálás alatt -beérkezések a redszerbe m-egységek a vizsgált jeleség egészébe 6

Felmerülő kérdések: Meyi az átlagosa a redszerbe tartózkodók száma? M() =? ( a redszerbe levő egységek várható értéke) Meyi átlagosa a sorba álló egységek száma? M(v) =? ( a sorba álló egységek várható értéke) Átlagosa háy csatora áll ürese? M( ) =? ( az üres csatorák várható értéke) Mi alapjá dötsük el a kiszolgáló egységek (csatorák) optimális számát? Emlékeztető várható érték számítására: Vegyük például a kocka dobást. Lehetséges dobások: dobása 2 dobása 3 dobása 4 dobása 5 dobása 6 dobása Ezek valószíüsége: p =/6 p 2 =/6 p 3 =/6 p 4 =/6 p 5 =/6 p 6 =/6 Dobások várható értéke: M=*/6+2*/6+3*/6+ 4*/6+5*/6+6*/6=2/6 Általába a várható érték: M= kimeetelek értéke*hozzájuk tartozó valószíűség értéke 7

Tegyük fel: mide csatorába az egyszerre kiszolgáltak száma egy. Ekkor ha S, akkor =j. (Redszerbe levő egyedek száma megegyezik a kiszolgálási csatorákba levő egyedek számával). Az is feáll, hogy + =S. Ha >S, valamit =0, akkor S=j és =v+j, azaz ha a csatorák száma kisebb a redszerbe levő egységek számáál, akkor várakozó sor keletkezik. A továbbiakba még azt is feltesszük, hogy egy sorral va dolguk. Várható értékek számítása: Tegyük fel, ismert aak a valószíűsége, hogy beérkezés törtét p. Tehát ismertek a 0 p 0, p, 2 p 2, 3 p 3,, p,, m p m értékek. A redszerbe levők lehetséges száma: 0,, 2, 3,,,, m Ekkor a sorbaállási redszerbe levők várható értéke: M()= 0*p 0 + *p + 2*p 2 +... + m*p m = m 0 *p 8

Várható értékek számítása: Tehát ismertek az egyes beérkezések valószíüségi értékei: 0 p 0, p, 2 p 2, 3 p 3,, p,, m p m. A várakozó sorba levők lehetséges száma: 0,, 2, 3,,,, m-s, és a hozzájuk tartozó valószíüségek: p S, p S+, p S+2, p S+3,, p m A várakozó sorba tartózkodó egyedek számáak várható értéke: M(v)= 0*p s + *p s+ + 2*p s+2 +... + (m-s)*p m = S m ( S)*p Várható értékek számítása: Tehát ismertek az egyes beérkezések valószíüségi értékei 0 p 0, p, 2 p 2, 3 p 3,, p,, m p m. Az üres csatorák lehetséges száma: 0,, 2, 3,,,, S, és a hozzájuk tartozó valószíüségek: p S, p S-, p S-2, p S-3,, p 0 Az ürese álló csatorák számáak várható érték: M( )= 0*p S + *p S- + 2*p S-2 +... + S*p 0 = S 0 *p S S 0 (S )*p 9

Igazolható az alábbi összefüggés: M() + M( ) = M(v) + S A továbbiakba az alábbi sorbaállási modellekkel foglalkozuk: em korlátos forrású redszer ( m esete ) egy csatorás redszer ( S= ) több csatorás redszer ( S> ) korlátos forrású redszer ( m adott érték ) egy csatorás redszer ( S= ) több csatorás redszer ( S> ) Csatorák optimális számáak meghatározása: Elv: költség miimalizálás. c c 2 jelölje azt az időegységre voatkozó fajlagos költséget, amely abból adódik, hogy az egyed a kiszolgáló közpotba (sorbaállási redszerbe) tölti az időt. (kiesik a mukából az egyed) jelölje egy csatora időegységre voatkozó fajlagos fetartási és üzemeltetési költségét. Cél: kétféle költség összegéek miimalizálása! K = c *M() + c 2 *S mi 0

Csatorák optimális számáak meghatározása: Elv: költség miimalizálás. Ha csak a veszteségidőket vesszük figyelembe, akkor az egyedek (ügyfelek) részéről a várakozó sorba eltöltött idő, a kiszolgáló közpot részéről az üresjárati idő (csatorák állás ideje) a meghatározó. c, c 2 eze veszteség időkre voatkozó fajlagos költségeket jeletsék Cél: kétféle költség összegéek miimalizálása! K = c *M(v) + c 2 *M( ) mi Nem korlátos, egycsatorás sorbaállási redszer Legegyszerübb eset: -egyetle kiszolgáló egység va Jelölések: -sem igéyek, sem a várakozó helyek icseek korlátozva - jeletse az időegység alatt átlagosa beérkezett egyedek számát ( beérkezési ráta ) - jeletse az időegység alatt átlagosa kiszolgált egyedek számát folyamatos kiszolgálást feltételezve ( kiszolgálási ráta ) λ μ -forgalom itezitása 0 < < kell legye! egyébkét a sor végteleé válik

Feltételek a továbbiakra: Stacioer folyamatról va szó a p i valószíüségek függetleek az időtől. A beérkezések Poisso- folyamatot alkotak a beérkezések száma paraméterü Poisso -eloszlású valószíüségi változó. Egy egység kiszolgálásáak időtartama paraméterü expoeciális eloszlású valószíüségi változó. Ha eze feltételek mellett ismerék a p 0,p,p 2,.,p m értékeket, akkor számolhatók a várható értékek. A p 0,p,p 2,.,p m értékek meghatározása egy, az előbbi feltételek figyelembevételével felírható egyeletredszer segítségével törtéik.(ettől eltekitük.) Az adódó általáos formula: p = p 0 p 0 =? =,2,. Mivel p 0 + p + p 2 + = (teljes eseméyredszerről va szó) = p 0 + p + p 2 + + p +. = p 0 + p 0 + 2 p 0 + 3 p 0 +. = = p 0 ( + + 2 + 3 +. ) = p 0 * / (- ) végtele geom. sor 2

Tehát a keresett valószíüségek: p 0 p ( ) Ezek segítségével a keresett várható értékek: A redszerbe található egységek várható száma: M() 0 *p ( )... A sorba állók várható száma: M(v) S ( S)p ( )p p p de S=, ezért M() ( p0) M() 2 3

A várakozási idő: t s - jeletse a sorbaállási időt t r - jeletse a redszerbe eltöltött időt Stacioárius esetbe a redszerbe időegység alatt érkező egységek várható száma azoos a redszerből távozó egységek várható számával. A várható sorbaállási idő: M(t s ) M(v) λ 2 λ μ A redszerbe eltöltött idő várható értéke: M(t r ) M() λ λ μ A kettő külöbsége a kiszolgálási idő várható értékét adja: M(t r ) M(t s ) μ μ μ 4

Oldjuk meg az alábbi feladatot: Egy hivatal egyik irodájába, ahol mukaapoko 0 órá keresztül fogadják az ügyfeleket, 60 személy fordul meg apota.az itt dolgozó ügyitéző órákét 8 személyt képes meghallgati.tegyük fel, hogy a beérkezések Poisso-eloszlásuak, míg az ügyitézés ideje pedig expoeciális eloszlású. Mi a valószíüsége, hogy kettő vagy aál kevesebb ügyfél va az irodába? Mekkora lesz a várakozó sor várható hossza? Meyi a várható sorbaállási idő? és értékéek meghatározása törtéje egy órára voatkozóa. = 6 = 8 P( 2) ezekből Aak valószíüsége, hogy kettő vagy aál kevesebb ügyfél va az irodába: 0 p p2 2 p (- ) (- ) (- ) - - 2 2-3 P( 2) (3 / 4) 37 / 64 3 λ μ 6 8 3-3 4 5

Az irodába található ügyfelek várható száma: 3/4 M() 3 3/4 A várakozó ügyfelek várható száma: M(v) 2 (3/4) 2 9 2 3/4 4 A sorbaállás várható időtartama: M(t s ) M() μ M(v) λ 3 óra 8 22.5perc 6

Vége a mai óráak! 7