連續分布
厄朗分配(Erlang distribution)
/ ER-lang /
當電話以穩定速率打進總機時,要多久才會恰好有 k 通電話到達?丹麥工程師 A. K. Erlang 正是為早期電話網路問了這個問題。答案是厄朗分配:把伽瑪分配的形狀限定為整數,於是它真的是 k 段相同指數等待之和。
記作 X ~ Erlang(k, lambda):等待 k 個獨立的 Exponential(lambda) 事件並相加。它恰好是 Gamma(k, theta = 1/lambda),其中 k 為正整數。密度為 f(x) = lambda^k x^(k-1) e^(-lambda x) / (k - 1)!(x >= 0)——注意 (k - 1)! 取代了伽瑪函數,因為 k 是整數。平均為 E[X] = k/lambda,變異數為 Var(X) = k/lambda^2:分別是指數分配平均與變異數的 k 倍,正如 k 份獨立複本相加所應預期。當 k = 1 時它退化為純指數。
厄朗分配至今仍是排隊理論與電信的基石——估算客服中心規模、描述由數個階段組成的服務時間、以及在受到 k 次衝擊後才故障之系統的可靠度。可把它想成「靠計數整數個到達而得到的伽瑪」。唯一的微妙之處是名稱重疊:厄朗本就是伽瑪,只是形狀被強制為整數,因此一切一般伽瑪的結論都適用,但標示為「Erlang」的軟體會拒絕非整數的 k。
一台機器需要受到 4 次獨立衝擊才會故障,而衝擊以 lambda = 每年 2 次到達。直到故障的總時間是 Erlang(k = 4, lambda = 2),平均 4/2 = 2 年。
厄朗分配就是整數形狀的伽瑪——k 段指數等待乾淨地相加。
厄朗與伽瑪是同一族;「厄朗」只是表明形狀 k 為整數,因此可用階乘 (k - 1)! 代替伽瑪函數。
又称
另见