ContinuousMarkovProcess

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ContinuousMarkovProcess

2024-05-20 21:44| 来源: 网络整理| 查看: 265

人们每年从波士顿移居到剑桥的速度被估计为每年六人:

求在两个月的时间内移居的人的百分比:

一家医院拥有两个相同且独立的发电机. 每个发电机的无故障运行时间服从参数为 的指数分布,故障发电机的维修时间服从参数为 的指数分布. 假设两个发电机在 正常运行,求两个发电机在时刻 仍正常运行的概率. 正常运行的发电机个数可以用连续马尔可夫链模拟,其中状态数表示1加上正常运行的发电机个数:

一种易燃品被存储在填充站的特殊储罐中. 需要这种产品的客户的到达服从速率为 的泊松过程. 每个客户需要一个单位的该产品. 发生缺货的任何需求都将丢失. 重新补充库存的机会服从参数为 的泊松过程. 假定这两个泊松过程是相互独立的. 为安全起见,只能当储罐全空时补充库存. 在这些机会发生时,补充库存 个单位:

长期来看,储罐的平均库存:

长期来看,需求丢失的比例:

一个路由器接收来自一组用户的数据包,并将它们通过一条单一传输线传输. 假设数据包的到达是根据速率为每4毫秒一个数据包的泊松过程,数据包的传输时间为均值为3毫秒的指数分布. 求一个无限路由器的容量近似:

平均延迟:

有多于5个数据包等待路由器传输的概率:

在一个抛光镜面表面出现缺陷的数目是一个泊松随机变量. 对于面积为 的一面镜子,没有缺陷的概率是0.91. 求面积为 、使用相同工艺制造的另一面镜子表面没有任何瑕疵的概率:

车抵达换油中心的模式服从泊松过程,抵达率为4辆/小时. 只有一名可用机械师,换油所花费的时间服从指数分布,平均需要12分钟. 近似​​无限的汽车空间:

模拟队列中的汽车数:

有多于三辆汽车在排队的概率:

系统中汽车数目的均值和方差:

系统中汽车数目的分布:

在某一个国家,车辆每年都需要进行评估,以鉴定是否适宜在道路上行驶. 在一个车辆评估中心,司机平均需要等候15分钟,才能开始对他们的车辆是否适宜在道路上行驶进行评估. 评估需要平均20分钟就可以完成. 在评估结束之后,80%的汽车可以通过评估,允许司机把车开回家. 另外15%的车辆被归类为“轻度失败”,这些车需要平均30分钟的维修,然后司机可以把车开回家. 其余5%的车辆被归类为“重大失败”,需要对这些车辆进行平均3个小时的维修,然后才能把车开回家. 使用连续时间马尔可夫模型对车辆评估中心的运作进行建模,其中状态 W(等待评估),A(评估进行),M(轻度维修),S(重度维修)和 H(回家):

转移率:

将对角线元素设置为非对角线元素的总和的相反数,使各行总和为零:

模拟评估和维修的过程:

车辆在时刻 进行重度维修的概率:

车辆评估和维修所花的平均时间(以分钟计):

考虑一个指数型时间间隔和服务时间的系统. 为两个客户提供一台服务器和房间:一个正在服务期间,另一个正在等待. 令在时刻 ,房间中的客户数目为 . 这是一个M/M/1/2的队列模型;将它作为一个生死过程,用以下的转换率矩阵进行建模,其中状态编号为 :

转移率矩阵式是不可约的:

因此,稳态分布是唯一存在的:

这与 QueueingProcess 的稳态分布相一致:

这是一个被截断的几何分布:

服务器忙碌时间的比例:

这与 QueueProperties 的结果一致:

从长远来看在房间内客户的平均数量:

队列的平均大小:

从长远来看潜在客户进入房间的比例:

平均等候时间:

如果服务器的工作速度是现在的两倍,客户数量的增加:

哈勃太空望远镜携带6个陀螺仪,要求至少有三个以达到完全准确度. 陀螺仪的运行时间是独立的指数分布,故障率为 . 如果第四个陀螺仪出现故障,望远镜将进入睡眠模式,在这种模式下将暂停进一步观察. 它需要一个均值为 1/ 的指数时间分布以进入睡眠模式. 在此之后,在地球上的基地台接收睡眠信号,将准备执行航天飞机飞行任务. 维修人员到达望远镜,并维修陀螺仪稳定的稳定单元,需要一个均值为1/ 的指数时间. 同时,其他两个陀螺仪可能会出现故障. 如果最后一个陀螺仪出现故障,该望远镜将崩溃. 假设 ,,以及 ,并全部以年的倒数为单位:

可视化此过程,用整数表示正常运行的陀螺仪的数目:

该望远镜将在未来10年内崩溃的概率:

在10年没有达到睡眠模式(不需要执行航天飞机任务)的概率:



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