GI/M/s待ち行列の待ち確率Π

GI/M/s待ち行列の特性(書きかけ)」で出てきた宿題をここで、はたしておきます。
まず、ジョブ到着時に、全ての装置がふさがっている確率(=待ち確率)\Pi(GI/M/s)を計算します。
時間平均で、全ての装置がふさがっている確率\Omega(GI/M/s)は、その定義から

  • \Omega(GI/M/s)=\Bigsum_{k=s}^{\infty}p(k)・・・・(1)

でした。一方、「GI/M/s待ち行列の到着時刻状態分布に向けて(2)」の式(17)(ここでは、番号を振り直して式(2)とします)によれば

  • p(k)=ub^{k-s-1}(1-b)\Pi(GI/M/s) ただしk{\ge}s・・・・(2)

これを式(1)に代入すると

  • \Omega(GI/M/s)=\Bigsum_{k=s}^{\infty}ub^{k-s-1}(1-b)\Pi(GI/M/s)=u(1-b)\Pi(GI/M/s)\Bigsum_{k=s}^{\infty}b^{k-s-1}
    • =u(1-b)\Pi(GI/M/s)\Bigsum_{k=0}^{\infty}b^{k-1}=u(1-b)\Pi(GI/M/s)\frac{1}{b(1-b)}
    • =\frac{u}{b}\Pi(GI/M/s)

よって

  • \Omega(GI/M/s)=\frac{u}{b}\Pi(GI/M/s)

よって

  • \Pi(GI/M/s)=\frac{b}{u}\Omega(GI/M/s)・・・・(3)

GI/M/s待ち行列の特性(書きかけ)」によれば

  • \Omega(GI/M/s)\approx\Pi(M/M/s)・・・・(4)

だったので、

  • \Pi(GI/M/s)\approx\frac{b}{u}\Pi(M/M/s)・・・・(5)

これで\Pi(GI/M/s)の近似式が求まりました。


今、考え直してみるとなぜ

  • \Omega(GI/M/s)\approx\Pi(M/M/s)・・・・(4)

が言えるのか、きちんと述べておかなければならないと感じました。これは自分への宿題にします。