Вхідний потік є певною послідовністю вимог, які надходять до обслуговуючої системи у деякі моменти часу. Для описання вхідного потоку вимог необхідно задати інтервал часу D tk = tk – tk- 1 між сусідніми моментами часу tk- 1 і tk (закон надходження) та кількість вимог k (k = 1, 2,...), які можуть надійти одночасно.
Основною характеристикою потоку вимог є інтенсивність l. Це середнє число вимог, що надходить за одиницю часу. Величина m = 1/ l визначає середній інтервал часу між двома послідовними вимогами.
Потік називається детермінованим, якщо вимоги надходять у систему через строго фіксовані проміжки часу, а інтервали часу D t 1 k між сусідніми вимогами приймають наперед відомі значення. Якщо ще й інтервали одинакові (D t 1 = D t 2 =.. = D t k =... D t), то потік називається регулярним (рис. 1.7, а).
Випадковим називається такий потік, для якого вимоги надходять в обслуговуючу систему одна за одною у довільні моменти часу (D t 1 ≠ D t 2 ≠...... ≠ D t k), а інтервали часу D tk є випадковими величинами (рис. 1.7, б).
Характеристикою випадкового потоку є задавання розподілу випадкових величин Fk (tn) усіх інтервалів D tk (k = 1, 2, …).
Найпростішим називається такий потік, який одночасно має властивості стаціонарності, ординарності та відсутності післядії.
Випадковий потік вважається стаціонарним, якщо ймовірність попадання того чи іншого числа вимог на проміжок часу довжиною D t залежить лише від довжини цього проміжку та не залежить від того, де на осі часу розміщений цей проміжок (рис. 1.7, в). Характер стаціонарного потоку не повинен змінюватися у часі (тобто інтенсивність стаціонарного потоку постійна (li = const)). У протилежному випадку потік вимог вважається нестаціонарним.
Рис. 1.7. Схематичне зображення моментів надходження вимог у СМО для:
а) регулярного потоку; б) випадкового потоку; в) стаціонарного потоку
Випадковий потік вимог називається ординарним, якщо ймовірність попадання на ділянку D t двох та більше подій дуже мала порівняно з ймовірністю попадання на цю ділянку однієї події, тобто у будь-який момент часу може з’явитися лише одна вимога. Якщо ж у будь-який момент часу може з’явитися більше однієї вимоги, тоді маємо неординарний або груповий потік вимог.
Потік вимог буде без післядії, якщо для будь-яких інтервалів часу, які не перетинаються, число вимог, що попадає на один з них, не залежатиме від числа вимог, які попадають на інші інтервали. Виконання цієї вимоги означає, що вимоги у СМО надходять незалежно одна від іншої.
На практиці потік вимог об’єктів обслуговування з достатнім наближенням описується законом розподілу Пуассона
,
де l – інтенсивність потоку вимог, k = 0, 1, 2,..., t >0, l>0.
Покажемо, як під час моделювання СМО можна задати пуасонівський потік вимог. Розглянемо найпростіший потік з інтенсивністю l і позначимо надходження вимоги на осі (0, t), як показано на рис. 1.8.
Рис. 1.8. Моменти надходження вимог для пуасонівського потоку
Визначимо, який розподіл мають проміжки часу Т між сусідніми вимогами у потоці. Очевидно, що величина Т буде випадковою. Її інтегральна функція розподілу F (t) = P (T < t) визначає ймовірність того, що величина Т прийме значення, менше за t. Для цього потрібно, щоб на проміжок потрапила хоча б одна вимога. Обчислимо F (t) через ймовірність протилежної події P 0 того, що за проміжок часу t до системи не надійде жодної події
.
Знаходимо функцію щільності розподілу f (t) випадкової величини Т
.
Отже, щоб отримати пуасонівський потік вхідних вимог, які надходять до системи, достатньо обчислити випадкову величину з експоненціальним розподілом.
Зазначимо, що пуасонівський потік вимог на відміну від найпростішого, може бути:
· стаціонарним, якщо інтенсивність l не змінюється у часі;
· нестаціонарним, якщо l залежить від часу, l = l (t).
У той же час, найпростіший потік, за визначенням, завжди є стаціонарним.
Пуасонівський закон розподілу не є єдино можливим розподілом опису потоків вимог у СМО. У ряді випадків використовується рівномірний розподіл, розподіл Ерланга та інші розподіли.