参加软件学院的一个项目,大概内容是银行的排队信息查询,预测,通过这个给客户一个有用的建议:选择附近的哪个银行更为合理。带队老师把数学建模的任务丢给了我。接下来我的几天时间就这么被吞噬了。
排队论,概率论,计算方法。更要命的是写文档,几乎是痛不欲生的过程。或许这个就是所谓的“有挑战”的事情了……的确以前文档写得太少,就当是锻炼了。
看了<排队论>和<计算方法>以后,大概有了些想法.
1.通常顾客到达后,会排在最短的队伍后面,所以可以认为每个服务台的队伍是趋于一样长的。
2.银行顾客流满足平稳性,无后效性及普通性,符合Poisson流的定义。在银行的营业时间段里可以认为来源无限。
3.通常不会发生顾客到达限额的情况,所以可以假设容量无限。
4.客户单个接受服务,服务台的服务时间具有无记忆性。
符号定义:
n –– 系统中的顾客数
l ––平均到达率,即单位时间内平均到达的顾客数
m –– 平均服务率,即单位时间内服务完毕的顾客数
Sn(t) ––时刻t系统中有n个顾客
Pn(t) –– 时刻t系统状态Sn(t) 的概率
C –– 服务台的个数
M –– 顾客相继到达的时间间隔服从负指数分布
D –– 顾客相继到达的时间间隔服从定长分布
附:公式
对于Poisson流,在[0,t]内到达K个顾客的概率
分析:
1.排队系统的模拟:
由于已认定银行客户流为泊松流,我们在模拟的时候有了很多便利.给出曲线的定义,我们可以方便地通过随机函数来产生客流.
首先,银行的客流不一定是简单的泊松流,比如在一个上午可能会有两个峰值出现,这个时候我们可以看作是两个泊松分布的叠加,依此类推。
现在,我们假定t时刻,银行里有Sn(t)个客户,那么在t+1时刻,我们有一系列Pk(t+1)值,我们先取一个随机值,范围为(0,1).然后,把这个值映射到样本空间,这样就能得到随机出来的Sn(t+1).这里我们这样理解样本空间:把样本空间理解成一条长度为L的直线,那么,Pk(t+1)在直线上占有L*Pk(t+1)的长度.
当Sn(t+1)>Sn(t)时,我们可以知道,这个t到t+1时刻,银行有Sn(t+1)-Sn(t)个客户进入,反之则是离开。
2。排队信息的预测。
有了前面的理论,我们要作排队信息的预测就简单了...直接拟合出一个泊松分布图?实际上我觉得没有必要,因为我们将有足够多的采样点,以分钟为度来进行采样的话,一天也只有500个以下的点,直接采用牛顿插值来进行拟合已经可以得到较好的效果。