令和7年度 高度共通 午前I(PM試験) 問1
コンピュータによる伝票処理システムがある。このシステムは、伝票データをためる待ち行列をもち、M/M/1の待ち行列モデルが適用できるものとする。平均待ち時間がT秒以上となるのは、システムの利用率が少なくとも何%以上となったときか。ここで、伝票データをためる待ち行列の特徴は次のとおりである。 ・伝票データは、ポアソン分布に従って到着する。 ・伝票データをためる数に制限はない。 ・1件の伝票データの処理時間は、平均T秒の指数分布に従う。
- ア 33
- イ 50
- ウ 67
- エ 80
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正解:イ
AI解説
M/M/1待ち行列モデルでは、平均待ち時間Wq=ρ/(1−ρ)×Ts(ρ:利用率、Ts:平均サービス時間)で表される。本問は平均処理時間Ts=T秒で、待ち時間がT秒以上、すなわちWq≧Tsとなる条件を問うている。ρ/(1−ρ)×Ts≧Ts より ρ/(1−ρ)≧1、両辺に(1−ρ)を掛けて ρ≧1−ρ、よって ρ≧0.5=50%となる。 ア: 33%(ρ=1/3)ではWq=(1/3)/(2/3)×T=0.5Tとなり、待ち時間はTの半分にしかならない。 イ: 正解。ρ=0.5のときWq=0.5/0.5×T=Tとなり、利用率50%以上で平均待ち時間がT秒以上になる。 ウ: 67%(ρ=2/3)ではWq=2Tとなり既にTを超えているが、Tに達する最小の利用率は50%なので「少なくとも」の条件に合わない。 エ: 80%(ρ=0.8)ではWq=4Tとなるが、これもTに達する最小値ではない。 💡 M/M/1の公式「待ち時間=ρ/(1−ρ)×サービス時間」は頻出。『待ち時間=サービス時間となるのはρ=0.5』『ρ=0.8で4倍』という代表値を暗記しておくと計算せずに検算できる。
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