กระบวนการมาร์คอฟแบบกำหนดเป็นช่วงๆ
ในทฤษฎีความน่าจะเป็นกระบวนการมาร์คอฟแบบกำหนดเป็นช่วง ( PDMP ) คือกระบวนการที่มีพฤติกรรมถูกควบคุมโดยการกระโดดแบบสุ่ม ณ จุดเวลาต่างๆ แต่การวิวัฒนาการถูกควบคุมโดยสมการเชิงอนุพันธ์สามัญระหว่างช่วงเวลาเหล่านั้น กลุ่มของแบบจำลองนี้ "กว้างพอที่จะรวมแบบจำลองที่ไม่ใช่การแพร่กระจายเกือบทั้งหมดของความน่าจะเป็นประยุกต์ เป็นกรณีพิเศษ " [ 1 ]กระบวนการนี้ถูกกำหนดโดยปริมาณสามอย่าง ได้แก่ การไหล อัตราการกระโดด และการวัดการเปลี่ยนผ่าน[ 2 ]
แบบจำลองนี้ได้รับการนำเสนอครั้งแรกในบทความของMark HA Davisในปี 1984 [ 1 ]
ตัวอย่าง
แบบจำลองเชิงเส้นแบบแบ่งส่วน เช่นโซ่ Markov , โซ่ Markov แบบต่อเนื่อง , คิว M/G/1 , คิว GI/G/1และคิวของเหลวสามารถห่อหุ้มเป็น PDMP ด้วยสมการเชิงอนุพันธ์แบบง่าย[ 1 ]
แอปพลิเคชัน
PDMP ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในทฤษฎีความพังทลาย [ 3 ]ทฤษฎีการเข้าคิว [ 4 ] [ 5 ] สำหรับการสร้างแบบจำลองกระบวนการทางชีวเคมีเช่น การจำลองดีเอ็นเอในยูคาริโอตและการผลิตซับทิลินโดยสิ่งมีชีวิตB. subtilis [ 6 ]และสำหรับการสร้างแบบจำลองแผ่นดินไหว[ 7 ] ยิ่ง ไปกว่านั้น กระบวนการประเภทนี้ยังได้รับการพิสูจน์ แล้วว่าเหมาะสมสำหรับแบบจำลองเซลล์ประสาททางชีวฟิสิกส์ที่มีช่องไอออนแบบสุ่ม[ 8 ]
คุณสมบัติ
Löpker และ Palmowski ได้แสดงเงื่อนไขที่ PDMP ที่ย้อนเวลาเป็น PDMP [ 9 ]เป็นที่ทราบกันดีว่าเงื่อนไขทั่วไปทำให้ PDMP มีเสถียรภาพ[ 10 ]
Galtier และคณะ[ 11 ]ศึกษากฎของวิถีการเคลื่อนที่ของ PDMP และให้มาตรวัดอ้างอิงเพื่อแสดง ความหนาแน่นของวิถีการเคลื่อนที่ของ PDMP งานของพวกเขาเปิดทางให้กับการประยุกต์ใช้ใดๆ ที่ใช้ความหนาแน่นของวิถีการเคลื่อนที่ (ตัวอย่างเช่น พวกเขาใช้ความหนาแน่นของวิถีการเคลื่อนที่เพื่อทำการสุ่มตัวอย่างแบบสำคัญงานนี้ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมโดย Chennetier และคณะ[ 12 ]เพื่อประเมินความน่าเชื่อถือของระบบอุตสาหกรรม)
ดูเพิ่มเติม
- การแพร่แบบกระโดด (Jump diffusion)ซึ่งเป็นการขยายแนวคิดของกระบวนการมาร์คอฟแบบกำหนดเป็นช่วงๆ (piecewise-deterministic Markov processes)
- ระบบไฮบริด (ในบริบทของระบบพลวัต ) คือกลุ่มระบบพลวัตขนาดใหญ่ที่รวมถึงการแพร่กระจายแบบกระโดดทั้งหมด (และด้วยเหตุนี้จึงรวมถึงกระบวนการมาร์คอฟแบบกำหนดเป็นส่วนๆ ทั้งหมด)