Performance analysis of blockchain for civil aviation business data based on M/G/1 queuing theory

An Ethereum blockchain based on proof of stake ( PoS) consensus mechanism is used to achieve the data sharing within the civil aviation service platform for both airport group management and passengers. Considering the Gas consumption of Ethereum, the dynamic batch-service capacity constraint by the Block Gas Limit and the priority mechanism depending on the different Gas Price of transactions, M/ G/1 queuing theory with batch-service is used to construct the service model of transactions confirmation process in the proposed blockchain system, where the effects of transactions arrival rate, block capacity, service rate and number of nodes on the average confirmation time of transactions with different priority are analyzed, and eventually a performance analysis model of blockchain for civil aviation business data is proposed. The simulation results prove the usability and accuracy of the model, which can provide both theoretical basis for data sharing of civil aviation using Ethereum blockchain and the further optimization of transactions confirmation time.

有Bernoulli检修与顾客进入控制策略的M/G/1可修排队的可靠性

本文研究一个具有Bernoulli检修与顾客进入控制策略的M/G/1可修排队模型,其中服务台在服务顾客期间可能发生故障.Bernoulli检修与顾客进入控制策略是指每当系统变空时依概率p(0≤p≤1)进入检修,或者依概率(1−p)不进入检修而是等待下一个顾客进入系统后直接开始服务,而且在系统的检修期内至多允许N个顾客进入.运用更新过程理论、全概率分解技术与拉普拉斯变换工具,我们对系统的一些可靠性指标进行了讨论,例如时刻t服务台处于故障状态的概率、在(0,t]内服务台的平均失效次数等等.最后通过数值计算研究了一些系统参数对系统可靠性指标的影响.

基于M/G/1/K排队理论的IEEE 802.15.4网络吞吐量分析

针对IEEE 802.15.4时隙载波侦听多址接入与碰撞避免(CSMA/CA)算法,利用二维Markov链分析方法提出了一个网络分析模型。该模型特别考虑了IEEE 802.15.4协议的休眠模式以及退避窗口先于退避阶数(NB)达到最大值的情况。在此基础上,结合M/G/1/K排队理论推导得到了吞吐量的表达式,进而分析了网络在非饱和状态下数据包到达率对吞吐量的影响,利用模拟平台NS2进行了仿真。实验结果显示理论分析结果与仿真结果可以较好地拟合,并能准确描述网络吞吐量的变化,验证了分析模型的有效性。

受控M/G/1排队系统的性能优化及迭代算法

通过嵌入Markov链的方法,讨论了受控M/G/1排队系统,在无限水平平均代价准则下的最优平稳策略问题。定义了平均Poisson方程,导出了平均代价模型在紧致行动集上的最优性方程。最后给出了一个求解最优平稳策略的迭代算法,并给出了一个仿真实例来说明该算法的应用。

服务速度有变化的可修M/G(M/G)/1排队系统

通过对系统中顾客数设置门限 N ,研究了当服务台对某顾客服务完毕时如发现系统中顾客数超过门限N时就提高服务速度的 M/G( M/G) /1排队系统模型 ,通过 L -变换、母函数及补充变量法得到了瞬态队长分布、稳态队长分布及可靠度等指标 .

基于M/G/1/K排队模型的IEEE802.11e EDCA性能研究

该文利用二维Markov链分析方法,提出了一种新的IEEE802.11e EDCA网络分析模型,该模型引入了空闲状态和不同接入等级的仲裁帧间隔(AIFS)的使用;利用Markov链状态转移图的Z域信号传递函数推导了MAC层平均服务时间的概率分布;结合M/G/1/K排队模型分析了增强分布式信道接入(EDCA)在非饱和和饱和负载下的性能。经过访真实验结果与数值分析结果的对比,验证了分析模型的准确性。分析结果表明:EDCA接入机制只为不同优先级业务提供QoS区分;不同优先级业务信道接入的不公平性是EDCA接入机制的特点。

基于PME重尾分布服务时间的M/G/1模型排队性能研究

通信网络的业务源普遍存在着自相似性(或称为长相关性),传统的假定业务到达间隔服从负指数分布的Poisson模型或其改进形式已不再适用.但在利用M/G/1模型对自相似业务源进行排队分析时,由于重尾分布服务时间的LST变换无闭合形式,进行排队性能分析非常困难.该文通过引入一类混合指数分布证明此类分布服从Pareto重尾分布,并得到相应的LST变换闭合形式及服务时间渐进级数,同时将形状参数γ=3/2时的服务时间及其LST变换推广到更一般的情形,从而较为有效地解决了重尾分布的信源排队等待时间分析问题.

G/M/1排队系统的性能灵敏度分析与仿真

对G/M/1排队系统,通过研究其嵌入Markov链,讨论了系统的稳态性能灵敏度分析问题,导出了系统的稳态分布与其嵌入Markov链的稳态分布之间的关系式,给出了用嵌入Markov链的势能表示的稳态性能灵敏度公式。并提出了通过嵌入Markov链来计算系统性能灵敏度的仿真算法,由于该算法基于系统的一条单一样本轨道,故可直接应用于系统的控制与优化。最后提供了两种具体的G/M/1排队系统的例子来说明该算法的应用。

半马尔可夫过程在GI/M/1和M/G/1排队系统中的应用

本文运用齐次可列半马尔可夫过程的向后方程和向前方程,分别研究了GI/M/1和M/G/1排队系统队长的瞬时分布.首先得到了GI/M/1队长的转移概率的拉普拉斯变换满足的向后方程组,然后得到了M/G/1队长的转移概率的拉普拉斯变换满足的向前方程组,所得方程组的系数矩阵都是拟下三角矩阵,都可以通过迭代法进行求解.

服务台可修的M／G／1／N排队系统分析

研究了服务台可修的Ｍ／Ｇ／１／Ｎ排队系统，其中服务台在系统的空闲期内仍可能失效，在平稳状态下，分析了队长的嵌入马尔柯夫链。应用补充变量法和样本点技术，导出了一般队长分布，获得顾客消失的概率和服务员忙期分布。

多信道SW-ARQ系统基于带休假的M/G/1排队模型时延性能分析

在考虑分组长度、信道传输质量的影响下,运用带休假的M/G/1排队模型分析SW-ARQ系统的时延性能指标。分别获得了单信道SW-ARQ系统和多信道SW-ARQ系统分组平均等待时延和系统平均时延解析表达式,并将两种系统的时延性能指标分别进行分析比较。分析结果表明,当分组长度较大时,采用多信道SW-ARQ可以获得较小的系统平均时延,提高系统的传输可靠性。最后通过数值模拟比较分析了单信道SW-ARQ系统和多信道SW-ARQ系统下分组长度、传输正确率以及到达率对系统平均时延的影响。

PME分布业务源的M/G/1排队模型研究

传统的假定业务到达间隔服从负指数分布的Poisson模型或其改进形式不适用于呈现自相似性(或称为长相关性)的通信网络业务流量,但在利用M/G/1模型进行排队分析时,重尾分布服务时间的LST变换无闭合形式,从而进行排队性能分析非常困难。该文引入一类混合指数分布并证明此类分布服从Pareto重尾分布,得到相应的LST变换闭合形式及服务时间渐进级数,同时将形状参数γ=3/2时的服务时间分布及其LST变换推广到更—般的情形,从而较为有效地解决了重尾分布业务源的M/G/1模型排队等待时间分析问题。

基于M/G/1排队模型的业务流性能研究

针对无线传感器网络可能存在的拥塞问题,提出了一种新的业务流性能刻画方法.利用M/G/1排队模型建立了一步转移概率矩阵,在先来先服务策略的基础上推导了业务流的队列长度和等待时间的数学表达式,通过仿真实验分析了当服务源分别服从定长分布和k阶Erlang分布时,系统的等待时间与服务率、到达率之间的关系.结果表明,等待时间与到达率成正相关,与服务率成负相关,并且对k阶Erlang分布的影响更大.

多服务速率多重休假M/G(M/G)/1可修排队

本文通过对系统中顾客数设置门限N,考虑研究了服务台的服务速度依门限发生变化且当服务台未服务顾客(休假或故障)时到达顾客仅以概率p进入系统的多重休假可修M/G(M/G)/1排队系统。通过L-变换、母函数以及补充变量方法得到了队长分布的瞬态解、稳态解及一些可靠性结果,并指出当两个服务速度相等时该模型与前人研究的M/G/1(E,MV)排队一致。

工作休假和休假中止的M/G/1排队模型的适定性

主要研究工作休假和休假中止的M/G/1排队系统,首先将对应于此系统的数学模型转化为抽象Cauchy问题,其次证明对应于此排队模型的主算子生成正压缩C0半群T(t),然后证明T(t)是局部等距的,最后证明此模型存在唯一的非负时间依赖解。

带关闭期的随机N-策略的M/G/1排队模型的适定性

主要研究带关闭期的随机N-策略的M/G/1排队系统.用算子理论把该模型转化成抽象的Cauchy问题,证明对应该模型的主算子生成一个C_0-半群T(t),得到该模型存在非负的唯一解.

M/G/1系统随机型成批服务的排队过程

本文研究了M/G/1系统中服务容量为随机数的成批服务排队过程。完成了其嵌入Markov链的状态分类;求出了平稳状态下队长的母函数和一些数量指标。

带随机启动时间与双阈值(m,N)-策略的M/G/1可修排队系统的最优控制策略

本文研究带随机启动时间与双阈值(m,N)-策略的M/G/1可修排队系统,首先讨论系统有关的排队指标,接着研究因为故障而产生的系统的下列可靠性指标,如:服务台首次失效前的寿命分布、不可用度和(0,t]时间内的平均故障次数。最后,在建立费用模型的基础上,结合实际中检测公司检测样品的这一现实情况,研究了双阈值最优控制策略(m*,N*),并在同一组参数下与服务台不发生故障时系统的双阈值最优控制策略进行了比较。

修理设备可更换的N-策略延迟不中断单重休假M/G/1可修排队系统分析

该文考虑具有N-策略和延迟不中断单重休假的M/G/1可修排队系统,其中修理设备在修理故障服务台期间可发生故障且可更换.该文运用更新过程理论,全概率分解技术和拉普拉斯变换工具,讨论了服务台和修理设备的可靠性指标,比如服务台和修理设备的瞬态不可用度,稳态故障频度以及在时间(0,t]内的平均故障次数等,并且对服务台的稳态不可用度和稳态故障频度进行了参数敏感性分析.

基于不同车头时距分布的环形交叉口M/G/1延误模型研究

在城市道路网络中,交叉口的服务水平将会对整个路网的服务水平产生一定影响。为了提高环形交叉口的运行效率,对环形交叉口的延误做了相应研究。国内外研究中已有一些延误模型例如HCM模型、Adams延误模型、M/M/1排队系统模型以及M/G/1排队系统模型等。根据M/G/1排队系统模型推导出了基于不同环道车流车头时距分布的M/G/1延误模型,将环道车流车头时距符合移位负指数分布的M/G/1模型应用于具体交叉口计算得出延误值,并与使用HCM模型、Adams延误模型计算所得的延误值以及实际延误值进行比较,得出结论。