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通信网络流量建模和加权公平队列性能分析与实践

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系统工程理论与实践 2024年第4期44卷 1335-1348页

作者：陈刚夏俐姜兆宇彭曦徐慧颖广州大学管理学院广州510006 中山大学管理学院广州510275 华为技术有限公司北京100095 华为技术有限公司中国香港999077 华为技术有限公司东莞523808

通信网络流量建模和排队性能分析问题对网络服务质量管理、带宽调度优化等具有重要的意义和作用.该问题也是华为公司2019年提出的通信领域十大挑战问题之一.基于和华为公司合作的研究项目,本文主要研究路由器输出端口的网络流量建模和... 详细信息

通信网络流量建模和排队性能分析问题对网络服务质量管理、带宽调度优化等具有重要的意义和作用.该问题也是华为公司2019年提出的通信领域十大挑战问题之一.基于和华为公司合作的研究项目,本文主要研究路由器输出端口的网络流量建模和排队性能分析问题.区别于传统的话音业务流、高速网络业务流强度变化显著,存在相关性和突发性,需要研究表达能力更强的网络流量模型.本文首先设计了基于批马尔可夫到达过程(batch Markov arrival process,BMAP)的网络流量模型拟合算法.其次,基于路由器输出端口的网络业务流服务传输机制,本文建立了加权公平队列(weighted fair queueing,WFQ)服务机制下的BMAP/PH/1排队系统模型,推导了该网络流量排队模型的系统状态平稳分布及其排队性能指标(平均队长,时延等).最后,利用华为公司测试网络流量样本数据,对本文建立的网络流量模型及其参数拟合算法进行了数值实验,对比分析了网络流量排队性能的理论和仿真结果.实验效果证明了本文研究的网络流量模型和排队性能分析方法的有效性.

关键词：排队论马尔可夫到达过程加权公平队列网络流量模型

基于马尔可夫到达过程的两级可修备件(S-1,S)库存优化模型

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中国工程科学 2015年第5期17卷 113-119页

作者：陈童黎放狄鹏海军工程大学管理工程系武汉430033

本文以两级可修备件库存系统为研究对象,采用马尔可夫到达过程(MAP)描述备件需求规律,考虑有限维修设施的情况,假设故障件维修时间、备件运输时间以及采购时间均服从phase-type(PH)分布,建立了一种描述能力更强、解析计算性更好的(S-1,S... 详细信息

本文以两级可修备件库存系统为研究对象,采用马尔可夫到达过程(MAP)描述备件需求规律,考虑有限维修设施的情况,假设故障件维修时间、备件运输时间以及采购时间均服从phase-type(PH)分布,建立了一种描述能力更强、解析计算性更好的(S-1,S)库存优化模型,并推导出系统缺货量分布函数;然后通过算例演示了模型的优化效果,验证了模型的正确性和适用性。

关键词： (S-1,S)库存策略两级库存可修备件马尔可夫到达过程

具有不耐烦顾客的MAP/PH/1排队系统的性能分析

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系统科学与数学 2023年第7期43卷 1819-1836页

作者：刘恒丽李泉林燕山大学经济管理学院秦皇岛066004 北京工业大学经济与管理学院北京100124

文章研究了具有不耐烦顾客的MAP/PH/1排队系统,其中顾客的到达过程是马尔可夫到达过程,顾客的服务时间服从位相型分布,顾客的不耐烦时间服从指数分布.针对这个排队系统,文章构建了一个水平相依的拟生灭过程.首先,文章利用平均漂移技术... 详细信息

文章研究了具有不耐烦顾客的MAP/PH/1排队系统,其中顾客的到达过程是马尔可夫到达过程,顾客的服务时间服从位相型分布,顾客的不耐烦时间服从指数分布.针对这个排队系统,文章构建了一个水平相依的拟生灭过程.首先,文章利用平均漂移技术给出了排队系统的稳定性条件.其次,文章借助于马氏过程的RG-分解方法,提供了拟生灭过程的平稳概率向量,并得到排队系统稳态队长的概率分布和平均稳态队长.再次,为了分析任意一个到达顾客在系统中的逗留时间,文章建立了一个具有吸收状态的马氏过程,给出这个逗留时间的概率分布和平均逗留时间.最后,文章使用数值算例分析了一些关键参数对系统性能指标的影响.

关键词：排队系统不耐烦顾客马尔可夫到达过程位相型分布 RG-分解

具有马尔可夫到达和部分故障的排队系统分析（英文）

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系统科学与数学 2015年第10期35卷 1233-1241页

作者：赵国喜岳德权许寿方燕山大学经济管理学院秦皇岛006004 新乡学院数学与信息科学学院新乡453000 燕山大学理学院秦皇岛006004

研究一个MAP/M/1排队系统,顾客到达为马尔可夫过程,服务时间服从指数分布.该系统的服务台在任何时间点上都可能发生故障.当系统故障时,服务台以一种较低的速率运行而不是完全停止服务.利用矩阵几何理论,给出了系统的稳态性能指标,并做... 详细信息

研究一个MAP/M/1排队系统,顾客到达为马尔可夫过程,服务时间服从指数分布.该系统的服务台在任何时间点上都可能发生故障.当系统故障时,服务台以一种较低的速率运行而不是完全停止服务.利用矩阵几何理论,给出了系统的稳态性能指标,并做了数值例子.

关键词：马尔可夫到达过程部分故障位相分布拟生灭过程.

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马尔可夫到达下的税收风险模型

应用数学学报 2014年第4期37卷 609-620页

作者：刘东海刘再明湖南科技大学数学与计算科学学院中南大学数学与统计学院

本文主要考虑马氏到达下的税收风险模型,根据无税收下的马氏到达风险模型的破产概率得到了马氏到达下税收风险模型的生存概率和累积税收折现均值满足的积分微分方程,并用迭代方法求得了积分微分方程的解析解.

关键词：马尔可夫到达过程税收风险模型积分-微分方程累积税收折现均值

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备件需求过程的MAP数据拟合算法研究

海军工程大学学报 2009年第1期21卷 6-12,83页

作者：陈童狄鹏郭波国防科技大学信息系统与管理学院长沙410073 海军工程大学管理工程系武汉430033

为了将备件需求过程表示为马尔可夫到达过程(Markovian arrival process,MAP)形式,设计了备件需求到达流的MAP拟合算法。首先,采用EM算法将备件需求到达间隔时间拟合成Hyper-Erlang分布形式,然后利用MAP性质和Bayes公式推导出生成元矩... 详细信息

为了将备件需求过程表示为马尔可夫到达过程(Markovian arrival process,MAP)形式,设计了备件需求到达流的MAP拟合算法。首先,采用EM算法将备件需求到达间隔时间拟合成Hyper-Erlang分布形式,然后利用MAP性质和Bayes公式推导出生成元矩阵的计算公式;随后设计了一个完整的数据拟合流程,并通过实例对算法的效果和效率与已有研究进行了对比。结果表明,该算法在确保拟合效果的同时,能够有效提升拟合效率。

关键词：备件需求过程马尔可夫到达过程数据拟合

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航空发动机组合维修策略的备件需求规律

系统工程理论与实践 2010年第5期30卷 769-777页

作者：郭波陈童黄卓张涛国防科技大学信息系统与管理学院长沙410073

以单台航空发动机系统在定时维修和失效更换相结合的维修策略下的备件需求规律为研究对象,假设航空发动机中的部件寿命服从一般分布,利用Phase-Type(PH)分布的稠密性将一般分布表示为PH分布形式;然后通过仿真获取整个发动机系统的备件... 详细信息

以单台航空发动机系统在定时维修和失效更换相结合的维修策略下的备件需求规律为研究对象,假设航空发动机中的部件寿命服从一般分布,利用Phase-Type(PH)分布的稠密性将一般分布表示为PH分布形式;然后通过仿真获取整个发动机系统的备件更换时间序列;在仿真结果基础上,利用EM算法将单台发动机的备件需求点过程拟合为马尔可夫到达过程(Markovian arrival proccss,MAP),并根据MAP性质确定了多台相同发动机组成的系统的备件需求规律;最后通过一个示例说明了本文方法的有效性.文中通过仿真获取样本数据,再采用拟合算法确定需求规律的研究思路具有很好的通用性,对他人的研究工作有一定借鉴作用.

关键词：航空发动机备件需求组合维修 Phase-Type分布马尔可夫到达过程 EM算法

基于PH分布和MAP的备件(s,S)库存模型

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系统工程理论与实践 2009年第6期29卷 107-114页

作者：陈童黄卓郭波国防科技大学信息系统与管理学院系统工程系长沙410073

以包含多个相同部件的系统为研究对象,采用Phase-type(PH)分布代替指数分布等经典分布作为备件寿命、换件维修时间以及库存补充时间的基本假设,推导出该系统的备件需求过程为马尔可夫到达过程(Markovian Arrival Process,MAP);然后在此... 详细信息

以包含多个相同部件的系统为研究对象,采用Phase-type(PH)分布代替指数分布等经典分布作为备件寿命、换件维修时间以及库存补充时间的基本假设,推导出该系统的备件需求过程为马尔可夫到达过程(Markovian Arrival Process,MAP);然后在此基础上,研究了(s,S)库存模型,给出了该库存模型首次订货时间、再订货周期、缺货时间的相关分布和参数,最后通过一个算例说明了模型的有效性.

关键词： Phase—type分布马尔可夫到达过程备件需求库存模型

N型更换策略下多状态可修系统可靠性规律研究

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系统工程与电子技术 2014年第3期36卷 603-607页

作者：狄鹏黎放陈童海军工程大学管理工程系湖北武汉430033

以N型更换策略下的多状态系统为研究对象,考虑系统性能逐级退化,假设系统在各级工作状态的停留时间服从phase-type(PH)分布;并规定系统只能进行N次不完全维修,第N+1次故障时进行更换;不完全维修时间和更换时间均服从PH分布;随后给出了... 详细信息

以N型更换策略下的多状态系统为研究对象,考虑系统性能逐级退化,假设系统在各级工作状态的停留时间服从phase-type(PH)分布;并规定系统只能进行N次不完全维修,第N+1次故障时进行更换;不完全维修时间和更换时间均服从PH分布;随后给出了系统稳态可用度、部件更换间隔时间分布和平均更换间隔时间的解析形式,并将系统的部件需求规律表述为马尔可夫到达过程(Markovian arrival process,MAP);最后通过一个算例验证了模型的可行性。

关键词：多状态系统可靠性 phase-type分布 N型更换策略马尔可夫到达过程