随机服务系统（random service system）是由随机到达的服务对象和为它们提供随机时长服务的通信设施组成的整体。各类电信系统，如电话交换系统，电报通信系统，数据通信系统等，是随机服务系统的典型例子。呼叫是系统的服务对象，它们的发生是随机的。通信设施是系统服务的设施。呼叫占用通信设施称为服务。服务时长也是随机的。

在随机服务系统理论中，服务对象统称为用户，服务设施可看作由服务台组成的服务机构。

用户最关心的是到达时有无能为他服务的空闲的服务台，是否要等待或要等待多长时间，而电信部门必须考虑如何组织服务以充分利用服务设施。这二者的要求存在着矛盾。随机服务系统理论的目的在于通过研究系统的特性，合理地处理这个矛盾，并研究出系统的优化问题。

随机服务系统理论，是通过对服务对象到来及服务时间的统计研究，得出这些数量指标（等待时间、排队长度、忙期长短等）的统计规律，然后根据这些规律来改进服务系统的结构或重新组织被服务对象，使得服务系统既能满足服务对象的需要，又能使机构的费用最经济或某些指标最优。它是数学运筹学的分支学科。也是研究服务系统中排队现象随机规律的学科。广泛应用于计算机网络,生产,运输,库存等各项资源共享的随机服务系统。排队论研究的内容有3个方面：统计推断，根据资料建立模型；系统的性态，即和排队有关的数量指标的概率规律性；系统的优化问题。其目的是正确设计和有效运行各个服务系统，使之发挥最佳效益。

影响随机服务系统工作特性的因素主要是：

①服务机构的组织方式；

②服务规则；

③输入过程；

④服务时长。

3.1服务方式服务机构有多种组织方式。

最简单的是单台服务机构。当单台服务能力不足时，可采用多台并联服务机构，也称全利用度线束，服务机构也有串联式的。此外，还有部分利用度服务系统、具有迂回路由的服务系统（见溢呼系统）、多级链路系统（见链路系统）等比较复杂的服务机构。

3.2服务规则

用户到达服务机构后，遇到没有空闲服务台时，有不同的服务规则：

1）损失制在服务机构没有空闲服务台时拒绝为到达的用户服务，用户得不到服务；

2）等待制用户可以排队等待，直到有空闲的服务台出现；

3）混合制用户可以排队等待，但排队的位置有限，当所有位置全被占满后，继续到来的用户按损失制处理；或者用户等待时间有限，逾时，也按损失制处理。

对于排队等待服务的用户，又有不同的服务规则，如先到先服务，即按到达的先后顺序服务；随机选择服务，即服务台空出后，从等待用户中随机地挑选一个给予服务；优先权服务，即用户接某种特征分为若干等级，按优先等级的次序提供服务。

3.3输入过程

指用户到达服务系统的疏密状态及其规律，可用到达间隔时间的概率分布表示。理论上输入过程通常有：

1）定长输入过程用户到达的间隔时间为一常数；

2）泊松输入过程用户到达的间隔时间是负指数分布；

3）爱尔兰输入过程用户到达间隔时间是爱尔兰分布。设λ是用户的平均到达率，则到达间隔时间的概率密度函数为

式中K是一正整数。

3.4服务时间

用户从开始接受服务到服务结束的时间长度。常用的服务时间的理论分布有；①定长分布；②负指数分布；③爱尔兰分布等。

统计平衡

随机服务系统的一种稳定状态。随机服务系统理论的任务之一就是求解系统在任意时刻t处于某个状态i的概率（t）。实践经验证明，一个实际的系统，经过相当长时间的运行后，这个状态概率为一常数，不再随时间变化。这种系统状态概率的稳定现象称为统计平衡。随机服务系统理论给出的许多实用的计算方法和公式，都是在系统的统计平衡条件下求得的。