大学食堂排队问题研究文献综述

 2021-10-24 15:52:45

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一、选题的背景、意义(一)历史背景日常生活中存在大量有形和无形的排队或拥挤现象,如旅客购票排队,市内电话占线等现象.排队论的基本思想是1910年丹麦电话工程师A.K.埃尔朗在解决自动电话设计问题时开始形成的,当时称为话务理论.他在热力学统计平衡理论的启发下,成功地建立了电话统计平衡模型,并由此得到一组递推状态方程,从而导出著名的埃尔朗电话损失率公式【1】.自20世纪初以来,电话系统的设计一直在应用这个公式.30年代苏联数学家А.Я.欣钦把处于统计平衡的电话呼叫流称为最简单流.瑞典数学家巴尔姆又引入有限后效流等概念和定义.他们用数学方法深入地分析了电话呼叫的本征特性,促进了排队论的研究.50年代初,美国数学家关于生灭过程的研究、英国数学家D.G.肯德尔提出嵌入马尔科夫链理论,以及对排队队型的分类方法,为排队论奠定了理论基础.在这以后,L.塔卡奇等人又将组合方法引进排队论,使它更能适应各种类型的排队问题.70年代以来,人们开始研究排队网络和复杂排队问题的渐近解等,成为研究现代排队论的新趋势【2】.目前排队论在通讯、运输、港口泊位设计、设备维修、计算机等领域都得到了较广泛的应用.(二)现状1.基本概念排队现象是很常见的,排队论(queuing theory)也称随机服务系统理论(random service system theory),是一门研究拥挤现象(排队、等待)的科学【3】, 是通过对服务对象到来及服务时间的统计研究,得出这些数量指标(等待时间、排队长度、忙期长短等)的统计规律,然后根据这些规律来改进服务系统的结构或重新组织被服务对象,使得服务系统既能满足服务对象的需要,又能使机构的费用最经济或某些指标最优。

它是数学运筹学的分支学科。

也是研究服务系统中排队现象随机规律的学科。

广泛应用于计算机网络, 生产, 运输, 库存等各项资源共享的随机服务系统。

排队论研究的内容有3个方面:统计推断,根据资料建立模型;系统的性态,即和排队有关的数量指标的概率规律性;系统的优化问题。

其目的是正确设计和有效运行各个服务系统,使之发挥最佳效益【4】。

2. 排队模型1.1广义模型的建立是基于排队情形的长期行为,或称为平稳状态行为,这种状态在系统经过了充分长时间的运行后得到的。

这种分析和系统初期运行期间所常见的瞬间(或称为热身)行为完全不同.本章不讨论瞬时行为的一个原因是由于对它的解析太复杂,里一个原因是由于对大多数排队系统都是在平稳状态下来研究的【5】.1.2单服务台模型【6】我们用肯德尔记号来总结每种情形下的特征.以在记法上我们用了GD(一般排队规则).: 利用广义模型的记法,有 并且,,,因为所有的到达顾客都能加入到系统.1.3 排队模型【7】为泊松输入、负指数分布服务、无限个服务台的服务系统.1.4系统的容量有限制的情况()【8】如果系统的最大容量为N,对于单服务台的情形,排队等待的顾客最多为N-1,在某时刻一顾客到达时,如系统中已有N个顾客,那么这个顾客就被拒绝进入系统.1.5排队模型【9】 排队模型是1个服务台的等待制服务系统,输入过程是以为参数的最简单流,各顾客的服务时间是相互独立且具有相同分布的随机变量,其数学期望和方差分别为和.服务台的服务强度 1.6排队模型【10】在排队模型中,顾客的服务时间V服从爱尔朗分布,此时有,3.排队论的实际应用1.排队论在公路收费站服务台设计及管理的应用【11】在高速公路收费站服务台设计及管理中运用排队论进行定量分析,运用排队论的知识对其进行优化和设计并建立合适的数学模型.通过对模型的优化设计,建立高速公路收费站的服务台与工作人员的配备模型,对避免盲目确定收费亭建设规模大小,提高收费站服务台的服务和管理水平,降低运营成本等有着重要作用.2.排队论在改进银行服务系统中应用探索【12】.应用排队论理论对银行服务系统进行了统计调查与分析,从技术的角度分析银行应该采取什么措施使顾客的等待时间最短;并从经济学角度分析成本和损失如何协同,来优化系统,使银行效益达到最大.3.排队论在高校选课系统服务台模型设计中的应用【13】在高校网络系统中,随着客户机数量和密集性任务的增加,单个Web服务器受到处理能力的限制,已经成为网络访问的新瓶颈.若增加Web服务器缓解资源的紧张,则可能造成成本增加,设备闲置.因此,Web服务器具备可用性将成为解决这一问题的最佳方法.在综合考虑系统中主要应用的算法基础上,以概率动态分布为基础,综合运筹学中的排队论原理,建立一种应用在高校选课系统中的多道等待服务台模型.实践结果证明,提出的模型应用在高校选课系统中,减少运营成本,提高服务水平效果.二、研究的基本内容与拟解决的主要问题本文的基本内容在于介绍排队论的历史背景,不同的排队模型,以及实际的应用.目的在于对排队论的历史背景,模型等进行综述,并总结排队论在生活各个领域的应用.本文首先介绍排队论的背景、基本概念.然后介绍了各种不同的排队模型.最后利用排队论的思想解决一些实际生活中的问题.所以越来越多的领域借助于排队理论来做出最优的决策.基于现实生活,我选取用餐高峰时间(工作日的午餐时间)的几所大学的食堂数个摊位的窗口数量和用餐学生排队等候情况为研究对象,采集数据,分析整理。

首先采用排队论呢理论只是进行推断,建立模型 ,确定输入过程,服务规则,和服务台。

理论计算出顾客流的概率分布,损失制,等待制,服务台数量及构成,最后确定顾客等待时间及合理的窗口数量。

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