Minimization of unloading cost for an exponential time-sharing queueing process | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2011. № 4(17).

Minimization of unloading cost for an exponential time-sharing queueing process

A queuing process with time-sharing and readjustments is considered. A finite number m ofconflict input flows are formed in a random environment with two states. After each service a readjustmentoccurs. After a readjustment a service starts for the queue determined by virtue of aswitching function h(⋅): {0, 1, …}m  {0, 1, …, m} defined on the set of queues' lengths. Serviceand readjustment durations are exponentially distributes random variables. A mathematical modelis constructed in form of a homogeneous denumerable continuous-time Markov chain {(ƒ(t), ƒ(t),ƒ(t)); t ≥ 0} describing the evolution of the server's state, fluctuation of the queues' sizes andchanges in the state of the external random environment. A decomposition of the state space ofthe Markov chain into three non-intersecting sets is assumed, S0  ∅ being the set of admissiblestates, S  ∅ being the set of final states, and S being the set of forbidden states. Define byƒ(ƒ) = inf {t ≥ 0: (ƒ(t), ƒ(t), ƒ(t))  S+, (ƒ(t), ƒ(t), ƒ(t)) ∉ S−, 0 ≤ t ≤ t} the time to reach S withprohibition to visit S. Given the cost c(ƒ, x, k) of sojourn in a state (ƒ, x, k) per time unitJ h S S S E x kS + −ƒ = ƒ ƒ ƒ ƒ = ƒ ƒ = ƒ = ƒ<determines the average cost of reaching the final state set S from S0 without visiting the prohibitedstates of set S under the switching function h(⋅). With specific choice of S, S0, S this magnitudecan be an estimate of the load of the queuing system. In the paper systems of linear algebraicequations to compute J(h, S+, S0, S−) are obtained. Results of numerical experiments of minimizationof J(h, S+, S0, S−) in class including servicing the longest queue and threshold switching functionsare presented and discussed as well.

Download file
Counter downloads: 297

Keywords

denumerable continuous-time Markov chain, Chung functionals, load of a queuing system, random environment, service with time-sharing and readjustments, функционалы Чжуна, счетная цепь Маркова с непрерывным временем, случайная среда, загрузка системы обслуживания, обслуживание с разделением времени и переналадками

Authors

NameOrganizationE-mail
Zorine Andrei V.N.I. Lobachevsky Nizhni Novgorod State Universityzoav1602@gmail.com
Всего: 1

References

Канторович Л.В., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. Л.: Физматлит, 1962. 708 с.
Ширяев А.Н. Вероятность: в 2 кн. 3-е изд., перераб. и доп. Кн. 1. М.: МЦНМО, 2004. 520 с.
Федоткин М.А. Алгебраические свойства распределений для функционалов Чжуна однородных марковских цепей со счетным множеством состояний // ДАН СССР. 1976. Т. 17. С. 43-46.
Чжун К.-Л. Однородные цепи Маркова. М.: Мир, 1964. 426 с.
Федоткин М.А., Зорин А.В. Оптимизация управления дважды стохастическими неординарными потоками в системах с разделением времени // Автоматика и телемеханика. 2005. Т. 66. № 7. С. 102-111.
Федоткин М.А. Оптимальное управление конфликтными потоками и маркированные точечные процессы с выделенной дискретной компонентой. I // Литовский математический сборник. 1988. Т. 28. № 4. С. 783-794.
Федоткин М.А. Оптимальное управление конфликтными потоками и маркированные точечные процессы с выделенной дискретной компонентой. II // Литовский математический сборник. 1989. Т. 29. № 1. С. 148-159.
Китаев А.Ю., Рыков В.В. Системы обслуживания с ветвящимися потоками вторичных требований // Автоматика и телемеханика. 1980. № 9. С. 52-61.
Климов Г.П. Системы обслуживания с разделением времени. I // Теория вероятностей и ее применения. 1974. Т. XIX. № 3. С. 558-576.
 Minimization of unloading cost for an exponential time-sharing queueing process | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2011. № 4(17).

Minimization of unloading cost for an exponential time-sharing queueing process | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2011. № 4(17).

Download file