具有重试和休假策略的排队经济学模型研究

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在传统的排队论研究工作中,大多数都是利用随机过程或动态规划技术对系统进行性能分析。近年来,大量经济学和排队论学者开始结合博弈论与经典排队论知识从经济学角度进行研究。在他们研究的排队系统中,顾客依据一个“收入-支出”费用结构从追求自身利益最大化的出发点去决定是否进入系统,是否购买优先权,是否进行重试等,而不考虑对其他顾客产生的影响,这样一种相互作用的理性行为就导致了顾客间的一个均衡格局,然而这种均衡从全局来看往往并不是最优的。我们的工作主要是寻求这种均衡策略和社会最优策略,以及系统的最优控制方法来实现社会收益最大化。经济的快速发展和趋于更加现代化的生产管理为重试排队系统和休假排队系统提供了重要的应用背景。重试排队在通信业务量理论和计算机与通讯网络工程领域有着重要的体现,而多种休假策略则是模拟管理机构和通讯网络的实际运作原理,以减少资源损耗,提高工作效率,降低系统成本,为系统的优化与控制提供灵活选择。目前排队经济学问题已经成为排队论研究的一个热点,对重试和休假排队经济行为的研究不仅能够丰富现有的排队经济学理论,而且在实践中能更好的模拟真实的排队系统,具有重要的现实意义。在许多OR/MS应用的服务系统中,服务器开启时往往需要一个启动时间且服务时间是一个非马尔科夫过程。在本文中,我们将首先讨论服务时间服从二阶爱尔朗分布且启动时间服从指数分布的单服务器排队系统中顾客的均衡策略。其次,我们从实际中的经济学案例出发,研究具有经典重试策略且服务时间是一个非马尔科夫过程排队系统。特别的,我们将讨论一个服务时间服从二阶爱尔朗分布的单服务器重试排队系统。最后,我们考虑了N-策略下的具有固定重试率的M/M/1排队系统的个体均衡策略和社会最优策略。模型的特别之处在于两种顾客行为均存在:当服务器状态为工作闲时是FTC情形,服务器状态为工作忙时是ATC情形。所以,同时存在多个均衡解和单个均衡解两种情形。而且本文通过对比个体均衡策略和社会最优策略,我们得到个体最优的策略往往不能达到社会最优,因此,我们给出一些建议,通过系统最优控制来实现使顾客的行为能够达成社会收益的最大化。最后,通过一些数值例给出具体的说明。
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