刘斌:条件概率跟这个P有紧密地联系,所以我们写出这样一个表达式,就是说我们需要这个条件概率,K-N,它可以写成这样一个表达式,用转移概率来表示出来。有关这个Q,这个很重要,这个Q实际上是什么,看看这个Q的定义。它实际上呢,后面的这个C(Sk)=1表示前面的K是重试,发现系统是繁忙的,也就是都不成功。那么,这时候在DKs重试那个时刻,在orbit里面的重试顾客数,这么一个条件概率。
那这个条件概率呢,实际上如果K=1的时候呢,它是有表达式的。因为我们在前面已经说了,这个Na和C,它们的联合分布是知道的,在S0这一点呢,联合分布是知道的。联合分布是知道的,由此可以获得它的条件分布。所以说这个Q0是知道的,我现在不列这个下标了,只列上标,Q0是知道的,它这个确切表达数是再给出来的。但是Q1不知道,也就是上标是1我不知道,这是我们想进一步要做的。
那么,Qk,我们会发现Qk,通过它的定义,一步步你会发现,我们会发现它实际上跟这个Vk它们有很紧密的联系。也就是说,如果我做到了Vk或者Qk,我是能够获得的。
我们回头再看看这个,看看这个胶片,这一张照片上所说的,看看这个V和Q的关系。也就是说,如果我们知道了Qk-1,我们可以得到Vk。而且呢,Q0也是知道的,同时我们还知道,如果做到Vk,我们能得到Qk,这个就帮助了我们,我们可以这么想。Q0是知道的,从Q0知道以后,我们可以得到V1。因为前面这个表是可以看出来,你Q0知道,K-1知道了,K知道了,所以Q0知道了会得到V1。V1知道了,你可以得到Q1。Q1知道了,通过这个表达式,你又可以得到V2,V2知道了,你又可以得到Q2。
所以说,这么一个过程,实际上就是我们的算法的一个基本思想。我们从Q0出发,因为Q0有显示表达出一切都是知道的。所以Q0是有的,Q1有了V1就有了,V1有了,Q1就有了,Q1有了,V2就有了,V2有了,Q2就知道了。所以,这样一来,我们最终就可以把所有的VK都给求出来,V、K、J、N都求出来,而V、K本身和V、K、J、N,它们之间只是一个和的关系,所以呢我们把V、K求出来。
请注意,我们的所谓的条件概率,从事成功的条件概率的记号就是VK。所以,到目前为止,这个VK已经获得了。所以,VK这个算法1啊,提供了我们一个迭代,实际上是一个递推算法,一个迭代算法了,帮助我们去算VK的。这里我们有遗留的一个问题,当我们计算从QK-1到VK的时候,我们用到了转移概率小p,p(1,m),(j,n),那这个表达式还没有的,这是我们前面所说的,这个表达式实际上是要通过研究连续时间的马斯链的生态解来获得。
所以,下面我们就看看怎么去获得这个生态解。怎么获得这个P,OK,这个P实际上前面我们已经说了,它跟P有很紧密的联系,同样就是一个常数倍。所以,我们把注意力放在怎么去获得这个P,实际上是下来一个P的,带着下标的,Pt的一个变换。所以说呢,我们要获得这个拉布拉丝变换的表达式。连续时间,马斯过程,就很容易写。这是那个方程,跟我们这个系统的方程。
所以,我们写出这个方程以后,这个方程很标准,就是写方程的方法是很标准的。写出这个方程以后,我们对这个方程的两边关于时间T呢,求拉丝变换,拉布拉丝变换,当然我们就得到这么一个表。表面上看这个表是有点复杂,稍微整理一下子了,就会发现它不复杂。我们通过这样的形式来整理,我们第一个,我们想得到P*,那么我们定义一个F,P*是与F、M、N有关,我们定一个F。F,下表是m,n,然后把前面这个方程写成一个方程,这个方程呢,现在看起来就要比前面的表达是好看的多。但是呢,要求解这个,还不是那么容易的。
我们进一步化解,我们这样写,我们把方程的两边除上F(m,n),然后这个方程就变成这样一个形式,就是一个分字形。这个分子形,大家注意,上面的第一个数字,这个分母是Fm,n+1,除上Fm,n,而这个本身又可以用这个表达式本身去替换,你只要替换一个下标,把n换成n+1,所以说呢,这么一个思路,实际上可以把这个分数写成一个连分数。你看我们把这个减号,下面的减号写在分母上面,它实际上是一个简写的减号,就是一个分数,分母中间又是一个分数。那个分数的分母中间,又是一个分数,就这样,无穷的写上去,这是一个连分数的形式。
那可以证明,这个连分数是收敛的,对所有的都是收敛的,这个结果呢,就是我们的引领1的结果,证明就省了。那么,这样做收敛的,但是要求出我们前面的这个F(m,n),还得花点力气。
那么,这样做收敛的,但是要求出我们前面的这个F(m,n),还得花点力气。那么,我们需要注意一些新的序列、数列,通过这个nn,这个就是我们的定义1了,通过小写的Nn、Bn,我们可以定理1个新的数列,大写的Bn,然后可以把这个写出来,把这个Fm,n写出来。
那B1的结果,实际上是给出了F(m、n)的表达式,F(m、n)和P*有很紧密的联系,因为我们定义了它们两个之间的关系,是有很明显的,明确的表达的。所以说,这样的话,实际上是P*知道。P*和原来那个P,就差一个常数倍,所以在这个意义上,虽然我们已经能够获得P,就是离散时间转移概率。
这个是定理2,定理2是从Fmn写出这个P*,这个算法2呢,就是根据我们前面所说的,如何从原始的nn、bn,一步步地去获得这个p*。现在我们已经有了P*,也就是我们已经有了P,那么算法2和算法1结合在一起,就可以计算这个条件成功的,同时成功的条件概率。
最后,我们讲一下有关这个,回到我们以前关心的问题,我们要关心的是,重试次数的概率分布。我们之所以研究前面的Vk,那是因为这个Vk和重试次数的概率分布有着非常紧密的联系。我现在用这个小写的rk表示重试成功发生在DK的概率。也就是说,前面的K-1是重试都不成功,而DK是成功的。所以,用这个记号改变小写的2。很显然了,这个小写的2实际上可以写成条件概率,也就是说,F0的时候服务太忙,F1的时候服务太忙,Fk-1的时候,服务台还是忙,但是Fk的时候服务台空闲了,也就是DK。所以说,它是一个条件概率。我们把这个条件概率呢,写成一种层级的形式,也就是S0之后忙,一直S0的忙,S1的时候的忙的条件概率,乘上F0、F1都忙,3的时候忙的条件概率。一步步这样写的话,实际上我们可以写成一个,把这个上面写成一个层级的形式。把这个层级的形式呢,用简单的符号表示,就是下面的结果。
所以这个rk,实际上可以写成一个层级的形式。你看这个rk和这个vk,他们的联系非常地紧密。如果你知道vk序列,那你这个r序列就知道了。r序列知道,实际上就是r的概率分布就知道了。所以说,这两个问题实际上是非常紧密的联系着。刚才我们说的呢,是单服务台系统,那么两服务台系统怎么样呢,这个方法对两服务台系统同样奏效。
关于两服务台系统,现在跟单服务台系统的不同之处就在于,重试的顾客,或者说原始的顾客到达的时候,如果说所有的服务台,也就是说如果两个服务台都很忙的时候,他会在迟一些时候重试,他就不能得到服务的。如果仅仅有一个服务台忙,还有一个服务台是空闲的话,他会立刻得到服务。所以说,在这个条件这个地方呢,在这个竖杠的后面,条件这个写的是2,不是1。
而这个概率部分呢,在Sk这一点呢,0状态和1状态都是成功的。所以,vk的表达式是不同的。那么,相应的还有一些改变,总而言之,这个技术途径上来说是可行的。不打算细的讲述这些连服务台的时候这些细的推导,基本上是延续了在单服务台同时排队的思想。
最后我想说一下,关于重试排队,这个重试成功条件概率的数值计算。这里有三个图,第一个图呢,我们假设这个系统的负载,也就是说到达力比上服务力是等于0.3,到达率比上服务力,我们用rho表示。也就是说,系统的负载数等于0.3的。那么第二张表,对应中的系推的负载数等于0.6的,也就是说rho是0.6。第三张表呢,这个rho是等于0.9的。
也就是说,第一个图呢,实际上它是相对清楚的。第二个呢,是中等。第三个呢,是比较重的负载,。重试成功的概率分布是一种下降的,而且随着这个负载的增加,我们比较这三个图你会发现,这个图越来越平。越来越平是什么意思呢,这个潜在的意思就是说,在获得成功的重试之前,所需要的重试次数是增加的。这个呢,跟我们的直观是一致的。因为你服务台越来越忙了,那你对于每一个重试的顾客来说,他需要更多的重试次数,在他获得重试成功之前。当然还有一些其他的观察,这个仅仅是一部分,我这里列了一部分。
总而言之,相比以前的那些工作,重试排队的,我们这里获得的是一个计算重试次数的概率分布的一个方法。