| 第581行: |
第581行: |
| | <math>\pmb{P(t)=\sum^{\infty}_{k=0}\frac{1}{k!}(Qt)^k=e^{Qt},t\geq 0}</math> | | <math>\pmb{P(t)=\sum^{\infty}_{k=0}\frac{1}{k!}(Qt)^k=e^{Qt},t\geq 0}</math> |
| | | | |
| − | 以上面给出的例子,我们取<math>\lambda=1,\alpha=2,\beta=3,\gamma=1</math>,则有:
| + | ====具体例子==== |
| | + | 我们可以用CTMC来描述超市收银台的顾客数。假设超市中只有一个收银台,顾客随机到达收银台并排队结账。顾客到达人数程服从泊松过程,平均到达速率为<math>\lambda</math>;而服务时间服从指数分布,平均服务速率为<math>\mu</math>,状态空间为收银台前的顾客数目,此时我们有转移速率矩阵<math>Q</math>: |
| | + | |
| | + | <math> |
| | + | Q = \begin{bmatrix} |
| | + | -\lambda & \lambda & 0 & 0 & \cdots \\ |
| | + | \mu & -(\lambda + \mu) & \lambda & 0 & \cdots \\ |
| | + | 0 & \mu & -(\lambda + \mu) & \lambda & \cdots \\ |
| | + | 0 & 0 & \mu & -(\lambda + \mu) & \cdots \\ |
| | + | \vdots & \vdots & \vdots & \vdots & \ddots \\ |
| | + | \end{bmatrix} |
| | + | </math> |
| | + | |
| | + | 其中对角线元素表示离开状态n的总速率为<math>-(\lambda+\mu)</math>,超对角线表示顾客到达的速率,次对角线表示服务完成的速率。 |
| | + | |
| | + | |
| | + | 下面我们给一个维度更少的例子来说明转移速率矩阵在CTMC相对于转移概率矩阵的优势: |
| | | | |
| | <math>Q= \begin{pmatrix} | | <math>Q= \begin{pmatrix} |
| | -3 & 2 & 1 \\ | | -3 & 2 & 1 \\ |
| − | 3 & -4 & 1 \\ | + | 3 & -4 & 1 |
| | 0 & 0 & 0 | | 0 & 0 & 0 |
| | \end{pmatrix}</math> | | \end{pmatrix}</math> |
| | | | |
| − | 固定时间间隔为1,可以通过数值计算的方式从<math>Q</math>得到<math>P(1)</math>:
| + | 固定时间间隔为1,可以通过数值计算的方式计算矩阵指数,从<math>Q</math>得到<math>P(1)</math>: |
| | | | |
| | <math>P(1) = e^{Q \cdot 1} \approx \begin{pmatrix} | | <math>P(1) = e^{Q \cdot 1} \approx \begin{pmatrix} |
| 第597行: |
第613行: |
| | \end{pmatrix}</math> | | \end{pmatrix}</math> |
| | | | |
| − | 通过这个例子我们可以看到,用<math>Q</math>来描述连续时间马尔科夫链很直接,而试图用<math>P(t)</math>描述连续时间马尔科夫链的话需要进行很多的计算。<math>P(1)</math>第3行<math>[0, 0, 1]</math>,表示一旦进入故障状态,将永远停留,也就是进入了吸收态,这也可以直接从<math>Q</math>中直接读出来。<math>Q</math>还可以很方便地描述<math>P(t)</math>中无法直接描述的比例成块性,详见[[马尔科夫链的成块性]]
| + | 可以看到用<math>Q</math>来描述连续时间马尔科夫链很直接,而试图用<math>P(t)</math>描述连续时间马尔科夫链的话,对每一个t都要计算一次矩阵指数。<math>P(1)</math>第3行<math>[0, 0, 1]</math>,表示一旦进入故障状态,将永远停留,也就是进入了吸收态,这也可以直接从<math>Q</math>中直接读出来。<math>Q</math>还可以很方便地描述<math>P(t)</math>中无法直接描述的比例成块性,详见[[马尔科夫链的成块性]] |
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| | ===转移过程和演化性质=== | | ===转移过程和演化性质=== |