Математическое введение в теорию цепей Маркова. поток случайных величин определяется только вероятностью перехода от предыдущего значения случайной величины к последующему

поток случайных величин определяется только вероятностью перехода от предыдущего значения случайной величины к последующему. Зная начальное распределение вероятностей, можно найти распределение на любом шаге. Величины i_n можно интерпретировать как номера состояний некоторой динамической системы с дискретным множеством состояний (типа конечного автомата). Если вероятности переходов не зависят от номера шага, то такая цепь Маркова называется однородной и ее определение задается набором вероятностей .

Цепь Маркова называется неприводимой, если каждое ее состояние может быть достигнуто из любого другого состояния. Состояние i называется поглощающим, если для него p_ii =1.

Состояние называется возвратным, если вероятность попадания в него за конечное число шагов равна единице. В другом случае состояние относится к невозвратным. Возвратное состояние может быть периодическими апериодическим в зависимости от наличия кратных шагов возврата. Состояние называется возвратным нулевым, если среднее время возвращения в него равно бесконечности, и возвратным ненулевым, если это время конечно.

Теорема 1.Состояния неприводимой цепи Маркова либо все невозвратные, либо все возвратные нулевые, либо все возвратные ненулевые. В случае периодической цепи все состояния имеют один и тот же период.

Теорема 2Для неприводимой и апериодической цепи Маркова всегда существуют предельные вероятности, не зависящие от начального распределения вероятностей. Более того, имеет место одна из следующих двух возможностей:

А) все состояния цепи невозвратные или все возвратные нулевые, и тогда все предельные вероятности равны нулю и стационарного состояния не существует;

Б) все состояния возвратные ненулевые и тогда существует стационарное распределение вероятностей:

3. Задача. Группа из n = 30 шнуровых комплектов, соединяющих выходы коммутационного блока абонентских линий и выходы коммутационного блока соединительных линий аналоговой АТС, обслуживает группу, состоящую из k = 130 абонентов телефонной станции. Каждым абонентом этой группы за один час подается r = 3 заявок на установление соединения с другим абонентом телефонной сети. Средняя продолжительность сеанса связи равна t = 16 минут. Определить Z, Р_отк, Q, А.