泊松过程(Poisson process)
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泊松过程是指一种累计随机事件发生次数的最基本的独立增量过程。例如随着时间增长累计某电话交换台收到的呼唤次数,就构成一个泊松过程。泊松过程是由法国著名数学家泊松(1781—1840)证明的。1943年C.帕尔姆在电话业务问题的研究中运用了这一过程,后来Α.Я.辛钦于50年代在服务系统的研究中又进一步发展了它。
泊松过程是随机过程的一种,是以事件的发生时间来定义的。我们说一个 随机过程 N(t) 是一个时间齐次的一维泊松过程,如果它满足以下条件:
在两个互斥(不重迭)的区间内所发生的事件的数目是互相独立的随机变量。
在区间[t,t + τ]内发生的事件的数目标机率分布为:
其中λ是一个正数,是固定的参数,通常称为抵达率(arrival rate)或强度(intensity)。所以,如果给定在时间区间[t,t + τ]之中事件发生的数目,则随机变量N(t + τ) − N(t)呈现泊松分布,其参数为λτ。
更一般地来说,一个泊松过程是在每个有界的时间区间或在某个空间(例如:一个欧几里得平面或三维的欧几里得空间)中的每一个有界的区域,赋予一个随机的事件数,使得
在一个时间区间或空间区域内的事件数,和另一个互斥(不重迭)的时间区间或空间区域内的事件数,这两个随机变量是独立的。
在每一个时间区间或空间区域内的事件数是一个随机变量,遵循泊松分布。(技术上而言,更精确地来说,每一个具有有限测度的集合,都被赋予一个泊松分布的随机变量。)
考虑一个泊松过程,我们将第一个事件到达的时间记为T1。此外,对于n>1,以Tn记在第n-1个事件与第n个事件之间用去的时间。序列{Tn,n=1,2,...}称为到达间隔时间列。
Tn(n=1,2,...)是独立同分布的指数随机变量,具有均值1/λ。