第 16 章 排队系统的瞬态行为
稳态分析描述系统运行很久后的平均表现。餐厅午餐高峰、医院交班或有固定营业时段的服务系统,关心的往往是某个具体时间点,而不是无限久以后的平均值。这就需要瞬态分析。

状态概率随时间演化
记
对
三项分别来自“从少一人状态到达”“状态不变”“从多一人状态完成服务”。空系统与满容量边界需单独处理:人数不能小于 0,满员时的到达会被拒绝。
计算步骤
- 指定初始状态分布;若系统开始为空,则
。 - 设定时间步长和随时间变化的到达率、服务率或服务台数量。
- 按递推式逐步更新各人数状态的概率。
- 用
得到任意时刻的平均人数,或合并状态概率回答问题。
步长过大时,近似误差会增加;步长缩小会提高计算量。应检查每个时刻概率和接近 1,并比较不同步长下关键结果是否稳定。
教材例题:餐厅午间客流
教材将餐厅到达率设为随时间变化的泊松过程,服务率为每小时 50 人,并按 5 秒步长递推状态概率。计算得到中午 12:30 平均约有 6.25 人在排队或服务中,11:30 约有 1.43 人。两时刻虽然属于同一系统,客流阶段不同,人数分布也不同。
教材对应:原书编号 20.16,含时变到达率餐厅例题及有限容量系统的状态概率递推。