I AE S   I n t e r n at ion al  Jou r n al   of   Ar t if icial   I n t e ll ig e n c e   ( I J - AI )   Vol. 14 ,   No . 2 ,  Apr il   2025 ,   pp.   97 5 ~ 98 3   I S S N:  2252 - 8938 ,   DO I :  10 . 11591/i jai . v 14 .i 2 . pp 97 5 - 98 3     975     Jou r n al  h omepage :  ht tp: // ij ai . iaes c or e . c om   Op t imiz in g q u e u e  e f f ic i e n c y:   A r t ific ia l   in t e ll ig e n c e - d r iv e n   t an d e m   q u e u e s with   r e n e gi n g       Kee r t h ik a  Radh ak r is h n an 1 ,   S u b r am an i   P alan i  Nir an j an 1 ,  B alak r is h n an   Kom ala   Durga 2 ,    S u r e s h a  Ram ar e d d y 3   1 D e pa r tm e nt  of  M a th e ma ti c s , V e l  T e c h  R a nga r a ja n D r . S a gunt ha la  R &D I ns ti tu te  of  S c ie nc e  a nd  T e c hnol ogy, C h e nna i,  I ndi a   2 D e pa r tm e nt  of  M a th e ma ti c s , V ir udhuna ga r  H in du N a da r s ’  S e n th ik uma r a   N a da r  C ol le ge , V ir udhuna ga r , I ndi a   3 D e pa r tm e nt  of  M a th e ma ti c s , F a c ul ty  of  E ngi ne e r in g a nd T e c h nol ogy ,  J A I N   ( D e e me d - to - be  U ni ve r s it y) ,  B a nga lo r e , I ndi a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived   M a r   12 ,  2024   R e vis e d  Oc t   24 ,  2024   Ac c e pted  Nov   14 ,  2024       T h i s   p a p er  d e l v e s   i n t o   t h e  t h eo re t i ca l   i n t e g rat i o n   o f  q u e u ei n g   t h eo r y   an d   a rt i f i ci a l   i n t e l l i g e n ce  ( AI ) ,   ex am i n i n g   t h e  b e n ef i t s   a n d   i mp l i ca t i o n s   o f  t h e i r   co n v erg e n ce.   Q u e u ei n g   s y s t em s   s erv e  a s   fu n d ame n t a l   mo d el s   fo r  v ar i o u s   real - w o rl d   ap p l i ca t i o n s ,   fro m  t e l eco mm u n i cat i o n s   n et w o r k s   t o   h ea l t h care   faci l i t i es .   T h i s   res earc h   p res e n t s   a  t ran s fo rma t i v e  framew o r k   fo r  el ev at i n g   t h e  effi c i en c y   an d   p erf o rman c e  o f  q u e u ei n g   s y s t ems   b y   i n f u s i n g   A I - d r i v e n   t an d em  q u eu e  an a l y s i s .   T h e  i mp l i ca t i o n s   o f  t h i s   ap p r o ach   t ran s cen d   i n d u s t ri es ,   p r o mi s i n g   s t ream l i n ed   o p era t i o n s ,   red u ce d   w ai t i n g   t i mes ,   a n d   res o u rce  o p t i mi za t i o n .   T h i s   w o r k   i n v i t e s   f u rt h er  ex p l o ra t i o n   a n d   a p p l i ca t i o n ,   o fferi n g   a  p at h   t o   mo re   effect i v e  a n d   re s p o n s i v e  q u e u ei n g   s y s t em s   g l o b al l y .   O v er  t h e  y ears ,   res earc h ers   a n d   p rac t i t i o n er s   h a v e   ex p l o red   n u mero u s   t ech n i q u e s   t o   en h a n ce  t h e  effi c i en c y   an d   p erf o rman ce  o f  q u eu e i n g   s y s t em s .   In   recen t   t i mes ,   i n t e g rat i n g   A I  i n t o   t h e  rea l m  o f  q u eu ei n g   an a l y s i s   h as   o p e n ed   u p   n e w   av e n u e s   fo r  o p t i mi za t i o n   a n d   i n n o v at i o n .   T h i s   p a p er  s t u d i e s   a  t w o - s erv er  t a n d em  q u eu e i n g   mo d e l   w i t h   ren e g i n g   cu s t o mer s   u s i n g   AI   t ech n i q u e s .   A s s u mi n g   t h at   t h e  arri v al   rat e  fo l l o w s   t h e  Po i s s o n   p ro ce s s   an d   t h e  s er v i ce  rat e  fo l l o w s   an   ex p o n e n t i al   d i s t r i b u t i o n ,   u s i n g   t h e  b i r t h - d eat h   p ro ce s s ,   p r o b a b i l i t y   g en era t i n g   f u n c t i o n   an d   AI   m o d u l e,   w e  d eri v e  s t ead y - s t a t e  d i ffere n ce  eq u at i o n ,   ex p ec t ed   n u mb er  o f  p eo p l e  i n   cu s t o mer s ,   an d   mean   w ai t i n g   t i me.   K e y w o r d s :   Ar ti f icia l  int e ll igenc e   B ir th  de a t h  pr oc e s s   E xpe dit e   wa it ing  t im e   R e ne ging   T a nde m  que ue   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i ce n s e.     C or r e s pon din g  A u th or :   Ke e r thi ka   R a dha kr is hna n   De pa r t ment   o f   M a the mati c s ,  Ve l   T e c h   R a nga r a jan   Dr .   S a gun tha la  R &D  I ns t it u te   of   S c ienc e   a nd   T e c h nolog y   Ava di,   C he nna i,   T a mi lnadu,   I ndia   E mail:   ke e r thi 27789 @gmail . c om       1.   I NT RODU C T I ON   Que ue ing   s ys tems   s e r ve   a s   the  ba c kbone   of   numer ous   indus tr ies   a nd  ope r a ti ona l  s c e na r ios ,   inf luenc ing  e ve r ythi ng  f r om  c us tom e r   s a ti s f a c ti on  to  r e s our c e   uti li z a ti on  a nd  c os t - e f f e c ti ve ne s s .   As   or ga niza ti ons   s tr ive  to  de li ve r   mor e   e f f icie nt   a nd  r e s pons ive  s e r vice s ,   the  int e gr a ti on   of   a r ti f icia l   int e ll igenc e   ( AI )   ha s   e mer ge d  a s   a   t r a ns f or mative  f or c e .   Que ue ing   s ys tems ,   c ha r a c ter ize d  by  their   inher e nt   c ompl e xit y   a nd  int e r de pe nde nc e   of   tas ks ,   p r e s e nt  a   unique  s e t  of   c ha ll e nge s   f or   opti mi z a ti on .   T r a dit ionally ,   que u e   theor y   ha s   pr o vided  va luable   ins ight s   a nd  methodologi e s   f or   tac kli ng  thes e   c ha ll e nge s .   How e ve r ,   the  a dve nt  of   A I   ha s   int r oduc e d  a   dyna mi c   a nd  da ta - dr iven  d im e ns ion  to  que ue ing   s ys tem  opti mi z a ti on,   p r omi s ing   unpr e c e de nted  a dva nc e ments .   E f f icie nt   que ue   mana ge ment  is   im pe r a ti ve   in   d iver s e   f ields   s uc h  a s   tele c omm unica ti ons ,   he a lt hc a r e ,   a nd  tr a ns por tation.   T a nde m  que ue s ,   c ompr is ing  int e r c onne c ted  que ue s ,   r e pr e s e nt  a   c omm on  s tr uc tur e   in  s ys tems   whe r e   e nti ti e s   unde r go  mul ti ple  s tage s   of   p r oc e s s ing  or   s e r vice .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   2 ,  Apr il   2 025 :   97 5 - 98 3   976   How e ve r ,   the  dyna m ic  na tur e   of   tande m  que ue s ,   c oupled  with  the  phe nomenon  of   r e ne ging  ( whe r e   c us tom e r s   lea ve   the  que ue   be f or e   s e r vice ) ,   pos e s   s igni f ica nt  c ha ll e nge s   to  tr a dit ional  opti mi z a ti on  methods .   T his   s tudy  f oc us e s   on  ha r ne s s ing  the  c a pa bil it ies   of   AI   to   a na lyze   a nd  o pti mi z e   tande m  que ue s ,   pa r ti c ular l y  in   the   c ontext  of   r e ne ging  be ha vior .   T he   main   o bjec ti ve s   a r e :   −   De ve lop  AI   m ode ls :  c r e a te  AI   a lgor it hms   c a pa ble  of   pr e dicting  a nd  mana ging  c us tom e r   be ha vior ,   pa r ti c ular ly   r e ne ging ,   in   tande m  que ue   s ys tems .   −   Optim ize   que ue   ope r a ti ons :  d e s ign  a nd  im pleme nt   s tr a tegie s   to  mi nim ize   the  ne ga ti ve   im pa c ts   of   r e ne ging   on  s e r vice   e f f icie nc y  a nd  c us tom e r   s a ti s f a c ti on.   −   S im ulation  a nd  v a li da ti on:  c onduc t  s im ulations   to  c ompar e   the  pe r f o r manc e   of   A I - dr iven  q ue ue   mana ge ment   a ga ins t  tr a dit ional  methods .   −   P r a c ti c a l  i mpl e menta ti on:   p r opos e   a c ti ona ble  ins i ghts   a nd  f r a mew or ks   f or   int e gr a ti ng   AI - dr iven   q ue ue   mana ge ment   s olut ions   in  r e a l - wor ld  a ppli c a ti ons .   T a nde m  que ue   s ys tems   a r e   c omm only  us e d  i n   va r ious   s e r vice   e nvir onments ,   s uc h  a s   ba nks ,   hos pit a ls ,   a nd  c a ll   c e nter s .   How e ve r ,   c us tom e r   r e n e ging  pos e s   s igni f ica nt   c ha ll e nge s ,   lea ding  to  inef f icie nc ies   a nd  r e duc e d  c us tom e r   s a ti s f a c ti on.   T r a dit ional  que ue   mana ge ment  s tr a tegie s   of ten  f a il   to  a ddr e s s   the  dyna mi c   a nd  unpr e dicta ble  na tur e   of   c us tom e r   be ha vior   e f f e c ti ve ly.   T h is   r e s e a r c h  s e e k s   to  a ddr e s s   the  pr oblem  of   opti mi z ing  tande m  que ue   s ys tems   by  leve r a ging  AI   to  p r e dict  a nd  mana ge   r e ne ging,   thus   im pr ov in g  ove r a ll   e f f icie nc y  a nd  s e r vice   qua li ty.   T he   im po r tanc e   of   opti mi z ing  que ue   e f f icie nc y  with  AI - dr iven  tande m  que ue s   a nd  a ddr e s s ing  r e ne ging :   −   C us tom e r   s a ti s f a c ti on:  e f f icie nt  que ue   mana ge men t  r e duc e s   wa it   ti mes   a nd   unc e r tainty,   e nha nc ing  ov e r a ll   c us tom e r   e xpe r ienc e   a nd  s a ti s f a c ti on.   −   Ope r a ti ona l  e f f ic ienc y:  AI   op ti mi z e s   r e s our c e   a ll oc a ti on  a nd  s taf f ing,   m ini mi z ing  c os ts   a nd  maxi mi z ing  thr oughput.   −   C os t  s a vings :  e f f e c ti ve   mana ge ment  r e duc e s   o pe r a ti ona l  e xpe ns e s   by  a li gning   s taf f ing   leve ls   with  de mand,   a voidi ng  ove r s taf f ing  o r   unde r uti li z a ti on.   −   B us ines s   p e r f or manc e :  i mp r ove d  e f f icie nc y  boos t s   r e ve nue   ge ne r a ti on  a nd   c us tom e r   r e tention,   pr ov idi ng  a   c ompetit ive  e dge .   −   Ada ptabili ty:   AI   a da pts   to  va r ying  de mands   a nd   dis r upti ons ,   maintaining  pe r f or manc e   unde r   dyn a mi c   c ondit ions .   Ade poju  [ 1]   inves ti ga tes   the  be ha vior   of   tande m   que ue s   withi n  the  c ontext   of   por ous   mediums .   W a ng  e t  al .  [ 2 ]   de ve lop  models   to  pr e dict  que u e   be ha vior   a nd  a na lyze   va r ious   s tr a tegie s   to  mi ti ga te  the  ne ga ti ve   e f f e c ts   of   im pa ti e nc e .   Alf r e d  [ 3]   pa pe r   i nve s ti ga tes   s c e na r ios   whe r e   q ue ue s   withi n  a   ne t wor k  c a n  be c ome  blocke d  a nd  it e ms   may  withdr a w  f r o m  the  que ue .   Ayya ppa n  a nd  T ha mi z hs e lvi   [ 4 ]   f oc u s   on  the  tr a ns ient  be ha vior   o f   que ue ing   s ys tems   that  inco r por a te  p r ior it y   s e r vice s .   Yua n   e t  al .   [ 5]   inves ti g a ted  the  potential  of   AI   in  opt im izing  ne twor k   a s s oc iation  f or   ne xt - ge ne r a ti on  mobi le   ne twor ks ,   a c hieving  e nha nc e d   QoS  a nd  ne twor k   pe r f or manc e .   F e r e n c z   a nd   Z öld y  [ 6 ]   e xplor e d   the  a ppli c a ti on   of   AI   methods   in   e s ti mating  r oa d  tr a f f ic   que ue   lengths ,   s howc a s ing  pr omi s ing   r e s ult s   f or   int e ll igent   tr a ns por tation   s ys tems .   T he   s tudy  by  Anus s or nnit is a r n  a nd  L im law a n  [ 7]   de mons tr a te d  the  po tential  o f   a r ti f icia l   n e ur a l  ne two r k  ( AN N) - ba s e d   wa it ing  ti me  pr e diction   in  opti mi z ing  que ue   man a ge ment,   pr ovidi ng   va luable   ins ight s   f or   s e r vice   i ndus tr ies   s e e king  to  mi nim ize   c us tom e r   wa it   t im e s .   Ka mou n's   [ 8]   f indi ngs   a r e   s igni f ica nt  f or   de s igni ng  a nd  o pti mi z ing  que ue ing  s ys tems   in  e nvir onments   whe r e   p r ior it i z a ti on  is   c r uc ial,   s uc h  a s   in   the  he a lt hc a r e   a nd   c us tom e r   s e r vice   s e c tor s .   L iu  a nd  Qua n  [ 9]   dis c us s   the  s yn e r gis ti c   r e lations hip  be twe e n  que ue ing  theor y  a nd  AI   in  their   pa pe r   in   [ 10 ]   e xplo r e   the  s yne r gis ti c   r e lations hip  be twe e n  que ue ing  theor y   a nd   AI .   T his   s tudy   highl ight s   the   pr a c ti c a l  be ne f it s   of   incor por a ti ng   mac hine  lea r ning  int o  que ue   mana ge ment,   pa r t icula r ly  i n  digi tal   c omm unica ti on  a nd  da ta  pr oc e s s ing  e nvir onments .   Ayya ppa n  a nd  T hil a ga va thy   [ 11]   e xa mi ne   the  a ppl ica ti on  of   mac hine  lea r ning   tec hniques   to   a na lyze   c ompl e x  que ue ing  s ys tem s .   M a s   e t  al .  [ 12]   highl ight   va r ious   AI   tec hniques ,   s uc h  a s   mac hine  lea r ning  a nd  ne ur a l  ne twor ks ,   to  pr e dict  wa it   ti mes ,   im p r ove   s e r vice   e f f icie nc y,   a nd  e nha nc e   ove r a ll   s ys tem  pe r f o r manc e .   L i  e t  al .  [ 13 ]   r e view   the   int e r s e c ti on  o f   que ue in g  theor y   a nd  AI   in   the  c ontext   of   s e r vice   s ys tems .   T hi s  c ompr e he ns ive  s ur ve y  c ove r s   the  theor e ti c a l  f oun da ti ons   a nd  pr a c ti c a l  a ppli c a ti ons   of   AI - e nha n c e d  que ue ing  models ,   de mons tr a ti ng   how  A I   c a n   be   us e d  to   a ddr e s s   c omm on  c ha ll e nge s   in   s e r vice   s ys tems ,   s uc h  a s   va r iabili ty  in  s e r vice   de mand  a nd   r e s our c e   a ll oc a ti on.   L i  e t  al .  [ 13]   o f f e r   va luable   ins ight s   f or   mana ging   que ue ing  s ys tems   in  e nvi r onments   whe r e   s pa c e   a n d  pa ti e nc e   a r e   l im it e d,   s uc h   a s   in   tele c omm unica ti ons   a nd  tr a ns por tation.   S he kha r   e t  al .  [ 14]   f indi ngs   of f e r   va luable   i ns ight s   f or   mana ging  que ue ing  s y s tems   in  e nvir onments   whe r e   s pa c e   a nd  pa ti e nc e   a r e   li m it e d,   s uc h   a s   in   tele c omm unica ti ons   a nd   t r a ns por tation .    B a ghe l  a nd  J a in  [ 15]   wor k  is   pa r ti c ula r ly  r e leva nt  f or   de s igni ng  r obus t  s ys tems   in  c r it ica l  a ppli c a ti ons   s uc h  a s   a e r os pa c e ,   he a lt hc a r e ,   a nd  inf o r mation  tec hnology   ( I T )   inf r a s tr uc tur e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell   I S S N: 2252 - 8938       Optimiz ing  que ue   e ff icie nc y :   A r ti fi c ial   int e ll igenc e - dr ive n  tandem   que ue s   …  ( K e e r thi k a  R adhak r is hn an)   977   T he   r e s e a r c h  pr e s e nted  in   [ 16 ] – [ 18]   s e r ve s   a s   a   f ounda ti on  f o r   g r a s ping  the   f unda menta l  r ole  o f   que ue ing  theor y  in  modeling   a nd   a na lyzing  va r i ous   e ve r yda y  s ys tems   a nd  pr oc e s s e s .   Ndia ye   e t   al .  [ 17 ]   de ve lopm e nt  of   AI - dr iven   que ue   mana ge ment   s ys tems   s howc a s e s   the  potential   f o r   a dva nc e d  tec hno logi e s   to  e nha nc e   e f f icie nc y  a nd   c us tom e r   e xpe r ienc e .   M e a nwhile,   S ti ntzing   a nd   Nor r man's   [ 18 ]   e xplor a ti on  o f   pr e dictive  mo de li ng  with   AN Ns   of f e r s   a   gl im ps e   int o  the  f utu r e   of   dyna mi c   a nd  int e ll igen t  que ue   mana ge ment.   Yuva r a ni   a nd  Vijaya laks hmi   [ 19]   e x plor e   the   us e   of   s tocha s ti c   pr oc e s s e s   in  de s igni ng  que ue ing  models   with  AN Ns .   T he   a uthor s   in   [ 20] ,   [ 21]   pr opos e   a   que ue   ne twor k  model  us ing  Ke nda ll 's   no tation  to   mi nim ize   int e r s e c ti on   wa it ing   ti me   in   their   pa pe r .   Anur uddhika   e t   al .  [ 22]   pr ovide   a   c ompr e he ns ive  ove r view   of   the   dif f e r e nt  methodologi e s   a nd   tec hniques   us e d  in  que ue ing   mod e li ng,   e mphas izing  the  e volu ti on  a nd   a dva nc e ments   in  the  f ield  ove r   ti me .   T he   a uthor s   i n  [ 23] ,   [ 24]   e xplor e s   how  que ue ing   models   c a n  be   a ppli e d   to  opti mi z e   r e s our c e   a ll oc a ti on,   de mons tr a ti ng  th e   r e leva nc e   of   que ue ing  theor y   in   e mer ging  tec h nologi e s   a nd  a na lyze d  mul ti - s e r ve r   tande m  que ue   with  M a r kovian  a r r ival  pr oc e s s ,   pha s e - type  s e r vice   ti mes ,   a nd  f ini te  buf f e r s .   Ni r a njan  e t  al .  [ 25 ]   us e d  a n  opti mu m  c os t  a na lys is   to  mi nim ize   the  tot a l  a ve r a ge   c os t  wi th  da ta  tr a ns mi s s ion  a nd  da ta  pr oc e s s ing  in  long  ter m  e volut ion - a dva nc e d  ( L T E - A)   ne twor ks   us ing  the  dis c o nti nuous   r e c e pti on  ( DR X)   mec ha nis m.   T he r e   is   li mi ted  r e s e a r c h  on  how  AI - dr iven  que ue   mana ge ment  im pa c ts   ove r a ll   c us tom e r   e xpe r ienc e ,   pa r ti c ular ly  in  s c e na r ios   invol ving  r e ne ging.   S tudi e s   that  e va luate   c us tom e r   s a ti s f a c ti on  a nd   pe r c e ived  f a ir ne s s   in  AI - opti mi z e d  que ue ing  s ys tems   a r e   ne e de d  to  e ns ur e   that   tec hnologi c a l  a dva nc e ments   a li gn  with  c us tom e r   e xpe c tations .   Add r e s s ing  thes e   ga ps   thr ough  f oc us e d  r e s e a r c h  c a n  lea d  to   mor e   e f f icie nt,   s c a lable ,   a nd  c us tom e r - f r iendly  que ue   mana ge ment  s ys tems ,   leve r a ging  the  f u ll   po tential  o f   A I   in   tande m   que ue   s c e na r ios   with  r e ne ging.   T h is   s tudy  inves ti ga ted  the  e f f e c ts   of   AI - dr iven  opti mi z a ti on   on   tande m  que ue s   with  r e n e ging  be ha vior .   W hil e   e a r li e r   s tudi e s   ha ve   e xplor e d  the  im pa c t  of   t r a dit iona l  que ue   mana ge ment  tec hniques   a nd  s tatic  opt im iza ti on  on   que ue   pe r f or manc e ,   they   ha ve   not   e xpli c it ly   a ddr e s s e d  the  inf luenc e   of   r e a l - ti me,   AI - dr iven  dyna mi c   a da ptati on  on  the  e f f ic ienc y  a nd  s tabili ty   of   tande m   que ue   s ys tems ,   e s pe c ially  in  the  c ontext  of   c us tom e r   r e ne ging .    T he   pa pe r   is   s tr uc tur e d  a s   f oll ows :  s e c ti on  2   dis c us s e s   the  int e r a c ti on  be twe e n  tande m   que ue ing   theor y  a nd  the  f ield  of   AI .   S e c ti on  3  outl ines   the  methods   us e d  a n d  pr ovides   a na ly s is .   S e c ti on  4  pr e s e nts   a   numer ica l  il lus tr a ti on.   F inally ,   s e c ti on  5   of f e r s   c onc lus ions .         2.   I NT E RA CT I ON  B E T WE E N  T HE   T AN DE M   QUE UE I NG   T HE ORY  AN D  T HE   AI   F I E L D   T he   int e gr a ti on  o f   tande m  que ue s   a nd  AI   c a n  r e volut ioni z e   ope r a ti ons   r e s e a r c h  by  opti mi z ing   que ue ing  s ys tems   a nd  e nha nc ing  de c is ion - making  pr oc e s s e s .   AI - powe r e d  a lgor it hms   c a n   a na lyze   a nd   s im ulate   tande m  que ue   ope r a ti ons ,   lea ding  to  im pr ove d  e f f icie nc y  a nd  r e duc e d  wa it   t im e s .   B y  le ve r a ging  mac hine  lea r ning  a nd   que ue ing  theo r y ,   r e s e a r c he r s   a nd  pr a c ti t ioner s   c a n  de ve lop   innovative  s olut ions   f or   c ompl e x  que ue ing  s ys tems .     2. 1 .    Qu e u e   m an age m e n t   AI   c a n   be   us e d  to   opti mi z e   the   mana ge ment  o f   tan de m  que ue s   in   va r ious   s ys tems ,   s uc h  a s   c us tom e r   s e r vice   c e nter s ,   manuf a c tur ing   pr oc e s s e s ,   a nd  tr a ns por tation  s ys tems .   AI   a lgo r it hms   c a n  p r e dict  que ue   lengths   a nd  a r r ival  r a tes ,   he lpi ng   to  a ll oc a te  r e s our c e s   e f f icie ntl y  a nd  mi nim ize   wa it   ti mes .   P r e dictive  m a int e na nc e :  i n  manuf a c tur ing  s e tt ings   whe r e   tan de m  que ue s   a r e   c omm on ,   AI   c a n  be   uti li z e d   f or   p r e dictive  maintena nc e .   B y  a na lyzing  da ta  f r om   s e ns or s   a nd  pr oduc ti on  p r oc e s s e s ,   AI   a lgor it h ms   c a n  a nti c ipate   e quipm e nt  f a il ur e s   or   bott lene c ks   in  the  que ue   a nd  s c he dule  maintena nc e   pr oa c ti ve ly,   r e duc ing  downt im e   a nd  im pr oving  ove r a ll   e f f icie nc y .     2. 2.     Dynam ic  r e s ou r c e   all oc at ion   AI   a lgor it hms   c a n  dyna mi c a ll y  a ll oc a te  r e s our c e s   withi n  tande m  que ue s   ba s e d  on  r e a l - ti me  da ta.   F or   e xa mpl e ,   in  a   c a ll   c e nter ,   AI   c a n  a na lyze   c us tom e r   inqui r ies   a nd  a s s ign  them  to  the  mos t  a ppr op r i a te  a ge nt  ba s e d  on  f a c tor s   s uc h  a s   s kil l  leve l,   a va il a bil it y,   a nd  pa s t  pe r f or manc e   tec hniques .   AI   tec hniques   s uc h  a s   r e inf or c e ment  lea r ning   c a n  be   a ppli e d   to   opti mi z e   the  pe r f o r manc e   of   tande m  que ue s .   B y  c onti nuous ly  lea r ning  f r om   pa s t  e xpe r ienc e s   a nd  f e e dba c k,   A I   a lgor it hms   c a n   a d a pti ve ly  a djus t  que ue ing  s tr a tegie s   to  im pr ove   thr oughput ,   r e duc e   c onge s ti on,   a nd  e nha n c e   ove r a ll   s ys tem  e f f icie nc y.     2. 3.     S i m u lat io n   an d   m o d e li n g   AI   c a n  e nha nc e   the  a c c ur a c y  of   tande m  que u e   s im ulations   by  leve r a ging  mac hine  lea r ning   a lgor it hms   to   a na lyze   his tor ica l   da ta.   T he s e   a l gor it hms   c a n  identif y   pa tt e r ns   a nd   tr e nds ,   e na bli ng  the   de ve lopm e nt  of   mor e   r e a li s ti c   s im ulation  models .   B y  incor por a ti ng  thes e   ins ight s ,   r e s e a r c he r s   c a n  opti mi z e   que ue ing  pa r a mete r s   a nd  be tt e r   p r e dict  s ys tem  be ha vior ,   lea d ing   to  im p r ove d  pe r f or manc e   a nd  e f f icie nc y.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   2 ,  Apr il   2 025 :   97 5 - 98 3   978   2. 4.     Dynam ic  p r icin g   an d   q u e u e   m a n age m e n t   I n  s e r vice   indus tr ies   l ike  a i r li ne s   o r   theme   pa r ks ,   AI   c a n   he lp   opti mi z e   pr icing   s tr a tegie s   ba s e d  on   de mand  a nd  que ue   length.   B y  a na lyzing  his tor i c a l  da ta  a nd  c ur r e nt  d e mand  t r e nds ,   AI   a lgor it hms   c a n  dyna mi c a ll y  a djus t  pr ice s   to  ba lanc e   s upply  a nd  de mand  a nd  mi nim ize   que ue   c onge s ti on.   T he   no ve lt y  of   int e gr a ti ng  tande m  que ue s   with  AI   li e s   in  the  a bil i ty  to  ha r ne s s   a dva nc e d  c omput a ti ona l  tec hniques   to  tac kle  c ompl e x  que ue i ng  pr oblems   in   innovative  wa ys .   H e r e   a r e   s ome  a s pe c ts   c ontr ibut ing  to   the  nove lt y .     2. 5.     P e r s on ali z e d   q u e u e   m a n age m e n t   AI - powe r e d  que ue   mana ge ment  c a n  be   tailor e d   to   indi vidual   pr e f e r e nc e s ,   taking  in to  a c c ount   his tor ica l  be ha vior   a nd   other   r e leva nt   f a c tor s .   T his   pe r s ona li z e d  a ppr oa c h  e na bles   a   mo r e   e f f ici e nt  a nd   s a ti s f ying  c us tom e r   e xpe r ienc e .   B y  de viating  f r om  tr a dit ional  one - s ize - f it s - a ll   methods ,   bus ines s e s   c a n   s igni f ica ntl y  e nha nc e   c us tom e r   s a ti s f a c ti on  a nd  loy a lt y.     2. 6.     I n t e gr at ion   wit h   in t e r n e t   of   t h in gs   an d   s e n s or   d at a   AI - powe r e d  que ue   mana ge ment  s ys tem s   c a n  ha r ne s s   r e a l - ti me  da ta  f r om  int e r ne t  of   thi ng s   ( I o T )   de vice s   a nd  s e ns or s   to  ga in  a   de e pe r   unde r s tanding  of   que ue   dyna mi c s .   T his   int e gr a ti on   e na bles   mor e   pr e c is e   moni tor ing   a nd  c ontr o l  o f   que ue i ng   pr oc e s s e s ,   f a c il it a ti ng  da ta - dr iven  de c is ion - making.   B y   leve r a ging  I o T   da ta,   bus ines s e s   c a n  r e s pond  mor e   e f f e c ti ve ly  to  c ha nging  que ue   c ondit ions ,   opti mi z ing  the  c us tom e r   e xpe r ienc e .     2. 7.     S i m u lat e d   e n vironm e n t s   f or   e xp e r im e n t at i on   AI   e na bles   the  c r e a ti on  of   s im ulate d  e nvir onme nts   f or   tes ti ng  a nd  opti mi z ing  que ue ing  s ys tems ,   a ll owing  f o r   e xpe r i menta ti on  with   va r ious   s tr a tegi e s .   T his   vir tual   tes ti ng  g r ound   f a c il it a tes   r a pid   it e r a ti on  a nd  im pr ove ment  without   dis r upti ng  r e a l - wor ld  ope r a ti ons .   B y  leve r a ging  A I - dr iven  s im ulation,   bus ines s e s   c a n  identif y  opti mal   que ue ing  s olut ions   a nd  im pleme nt   them  mor e   e f f icie ntl y .     2. 8.     Nove l  ap p r oac h e s   of   ar t i f icial  in t e ll igence   t e c h n iq u e s   Nove l  a ppr oa c he s   to  que ue   mana ge ment  of ten  in volve  c ombi ning  mul ti ple   AI   tec hn iques ,   s uc h  a s   r e inf or c e ment  lea r ning   a nd   de e p  lea r ning.   B y  leve r a ging  the  s tr e ngths   o f   e a c h  tec hnique,   r e s e a r c he r s   c a n  de ve lop  mor e   r obus t  a nd  e f f e c ti ve   s olut ions   that  a ddr e s s   va r ious   a s p e c ts   of   que ue   mana ge me nt.   T his     mul ti - f a c e ted  a ppr oa c h  e na bles   the   c r e a ti on   of   s o phis ti c a ted  que ue   mana ge ment  s ys tems   that   c a n  a da pt  to   c ha nging  c ondit ions .     2. 9.     T h e   s ign if icance   of   t h e   f ield   T he s e r vice   indus tr y  ha s   unde r gone   a   tr a ns f or mative  s hif t   s ince   the  digi tal   r e volut ion,   with   a utom a ti on  r e plac ing   tr a dit ional   c us to mer   s uppor t  methods .   L e ve r a ging  AI   a nd  c ons umer   da ta,   bu s ines s e s   c a n  now  opti mi z e   ope r a ti ons ,   r e duc e   c os ts ,   a nd  e nha nc e   c us tom e r   s a ti s f a c ti on.   I ntegr a ti ng  tande m  que ue s   with  AI   int r oduc e s   innovative  que ue   mana ge ment  tec hniques ,   e leva ti ng  e f f icie nc y  a nd  op e r a ti ona l  pe r f or manc e   a c r os s   indus tr ies   s uc h  a s   mar ke ti ng,   e - c omm e r c e ,   s a les ,   a nd  da ta  s c ien c e .   B y  ha r ne s s in g  r e f ined   c ons umer   da ta,   c ompanie s   c a n  unlock  AI 's   f ull   p otential,   r e volut ion izing  c us tom e r   int e r a c ti ons   a n d  dr ivi ng   gr owth  thr ough   s tr e a ml ined,   s oph is ti c a ted  ope r a ti ons .       3.   M ODE L   DE S CR I P T I ON   I n  thi s   s e c ti on ,   we   c ons ider   a   two - ter mi na l  s ys tem  whe r e   c us tom e r s   r e quir e   s e r vice s   a t  both  e nds .   C us tom e r s   e nter   the  s ys tem  a t   1 ,   que ue   f o r   one   s e r v ice   a s   they  e xit ,   a nd  then  go  to   the  s e c ond  s e r vice   to  us e   it .   T he   AI   modul e   s it e s   be twe e n  the  que ue s   a nd  s e r ve s   a s   the  int e ll igent  pr oc e s s ing  lay e r ,   F igur e   1  r e pr e s e nt   the  AI - dr iven   tande m  que ue ing   model .   T his   diagr a m  il lus tr a tes   a   tan de m  que ue   s ys tem  opti mi z e d   by   AI .   Ar r ival  c us tom e r s   f ir s t   e nter   s e r ve r   1 ,   whe r e   a   por ti on  of   them   may   r e ne ge   a nd   lea ve   the   que ue ,   r e p r e s e nted   by  ( 1− θ)   λ .   T he   AI   s ys tem  dyna mi c a ll y  mana ge s   t he   f low  be twe e n  s e r ve r   1  a nd  s e r ve r   2  to  opti mi z e   ove r a ll   que ue   e f f icie nc y.   C us tom e r s   s uc c e s s f ull y  pr oc e s s e d  by   s e r ve r   1,   a t   a   r a te   1 ,   a r e   then   di r e c ted  to   s e r ve r   2 ,   whic h  pr oc e s s e s   them  a t  a   r a te   2 ,   lea ding  to  their   e ve ntual  de pa r tur e   f r om   the  s ys tem.     3. 1 .     Not a t ion s   AI   modul e :  - a r r ival  r a te  a t  s e r ve r   1 ;  1 - s e r vice   r a te  a t  s e r ve r   1 ;  2 - s e r vice   r a te  a t  s e r ve r   2 ;    1 - Numbe r   of   c li e nts   on  s e r ve r   1 .   2 - Numbe r   of   c li e nts   on  s e r ve r 2 .   - R e ne ging  c li e nt  f r om  s e r ve r   1 .    1 = 1 ,   2 = 2 = tr a f f ic  de ns it y.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell   I S S N: 2252 - 8938       Optimiz ing  que ue   e ff icie nc y :   A r ti fi c ial   int e ll igenc e - dr ive n  tandem   que ue s   …  ( K e e r thi k a  R adhak r is hn an)   979       F igur e   1.   A I - dr iven  tande m   que ue ing   model       I nc or por a ti ng  AI   to  de ter mi ne   or   op ti mi z e   the  ti me  t+h   in  a   bir th - de a th  pr oc e s s   is   a n  int e r e s ti ng   a ppli c a ti on  that  c a n  he lp  a da pt   the  model’ s   ti me  r e s olut ion.   ‒   1 , 2   u nit s   in  the   s ys tem  a t  ti me  t  a nd  no   a r r ival   a nd  no   s e r vice   dur ing  t+h  in   both   s e r vice   s tations     ‒   1 − 1 , 2   u nit s   in   the   s ys tem  a t  ti me   t ,   one   a r r ival  a nd   no  s e r vice   a t  s e r ve r   1,   no   a r r ival   a nd   no  s e r vice   a t  s e r ve r   2  du r ing  t+h   ‒   1 + 1 , 2 − 1   u nit s   in  the  s ys tem  a t   ti me   t ,   no  a r r ival   a nd   one   s e r vice   a t  s tation   1,   one   a r r ival   a nd   no   s e r vice   a t  s tation  2  dur ing   t+h   ‒   1 , 2 + 1   u nit s   in   the   s ys tem  a t  ti me   t ,   no   a r r ival  a nd   no   s e r vice   a t  s e r ve r   1,   no   a r r ival   a nd  one   s e r vice   a t  s e r ve r   2  du r ing  t+h   ‒   1 + 1 , 2   u nit s   in   the   s ys tem  a t  ti me   t ,   no   a r r ival  a nd   one   s e r vice   a t  s e r ve r   1,   no   a r r ival   a nd   no  s e r vice   a t  s e r ve r   2  du r ing  t+h     1 , 2 ( + ℎ ) = 1 , 2 ( ) ( 1 − ℎ ) ( 1 − 1 ℎ ) ( 1 − 1 ( 1 − ) ) ( 1 − 2 ℎ )     + 1 − 1 , 2 ( ) ℎ ( 1 − 1 ℎ ) ( 1 − 1 ( 1 − ) ) ( 1 − 2 ℎ )     1 ℎ 1 + 1 , 2 − 1 ( ) ( 1 − ℎ ) ( 1 − 2 ℎ ) + ( 1 − ) 1 ℎ 1 + 1 , 2 ( ) ( 1 − ℎ ) ( 1 − 2 ℎ )     + 1 , 2 + 1 ( ) ( 1 − ℎ ) ( 1 − 1 ℎ ) ( 1 − 1 ( 1 − ) ) 2 ℎ   ( 1)     S im pli f ying   ( 1)   gives :     1 , 2 ( + ℎ ) = 1 , 2 ( 1 − 1 − 2 − )  + ℎ 1 − 1 , 2     + 1 ℎ 1 + 1 , 2 − 1 + ( 1 − ) 1 ℎ 1 + 1 , 2 + 2 ℎ 1 , 2 + 1   ( 2)     l im ℎ → 0 1 2 1 2 ,, ( ) ( ) K K K K Q t h P t h +− = − 1 , 2 ( 1 + 2 + ) + 1 − 1 , 2 + 1 1 + 1 , 2 − 1   + ( 1 − ) 1 1 + 1 , 2 + 2 1 , 2 + 1   ( 3)     At  s tea dy  s tate   ( i. e . → ∞ )  1 , 2 ( )  = 0 .   He r e   ( )   is   no  longer   a   f unc ti on   of   t.   I n   ( 3 )   now  be c omes :     1 , 2 ( 1 + 2 + ) = 1 − 1 , 2 + 1 1 + 1 , 2 − 1 + ( 1 − ) 1 1 + 1 , 2 + 2 1 , 2 + 1   ( 4)     T his   e qua ti on  is   known  a s   the  s tea dy - s tate   di f f e r e nc e   e qua ti on.   Now ,   the  bounda r y  c ondit ion  f or   th is   model  is   a s   f oll ows :     W he n,   1 = 0 ,   ( 4)   be c omes   ( + 2 ) 0 , 2 = 1 1 , 2 − 1 + ( 1 − ) 1 1 , 2 + 2 0 , 2 + 1   ( 5)     W he n,   2 = 0,   ( 4)   be c omes   ( + 1 ) 1 , 0 = 1 − 1 , 0 + ( 1 − ) 1 1 + 1 , 0 + 2 1 , 1   ( 6)     W he n,   1 = 0 , 2 = 0 ,   ( 4)   be c omes   0 , 0 = ( 1 − ) 1 1 , 0 + 2 0 , 1   ( 7)     3. 2.     P r ob a b il it y   ge n e r at in g   f u n c t ion   T he   pr oba bil it y - ge ne r a ti ng  f unc ti on   s e r ve s   a s   a   c r uc ial  tool   f o r   a na lyzing   a nd   unde r s tanding  the   pr ope r ti e s   of   r a ndom   va r iable s .   T h is   f unc ti on  e n a bles   r e s e a r c he r s   to  c a ptur e   the  unde r lyi ng  pr oba bil it y  dis tr ibut ion  of   a   s ys tem.   W e   de f ine  the  p r oba bil it y - ge ne r a ti ng  f unc ti on  a s   f oll ows :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   2 ,  Apr il   2 025 :   97 5 - 98 3   980   1 , 2 ( 1 , 2 ) = ∑ ∑ 1 1 2 2 1 , 2 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 0 ;  1 , 0 ( 1 ) = ∑ 1 1 1 , 0 ∞ 1 = 0   0 , 2 ( 2 ) = ∑ 2 2 0 , 2 ∞ 2 = 0 ; 1 , 1 ( 1 ) = ∑ 1 1 1 , 1 ∞ 1 = 0   ;  1 , 2 ( 2 ) = ∑ 2 2 1 , 2 ∞ 2 = 0   ( 8)     3. 3.     S olu t ion   of   t h e   s t e ad y - s t at e   p r ob a b il it y   Now   s im pli f ying  the   lef t - ha nd  s ide  of   ( 4)   we   ge t :     ( 1 + 2 + ) ∑ ∑ 1 1 2 2 1 , 2 = ∞ 2 = 1 ∞ 1 = 1 ( 1 + 2 + ) ∑ 1 1 { ∑ 2 2 1 , 2 − 1 , 0 } ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 1   ( 9)   = ( 1 + 2 + ) .   He nc e :     ∑ ∑ 1 1 2 2 1 , 2 = ∞ 2 = 1 ∞ 1 = 1 [ ∑ 1 1 ∑ 2 2 1 , 2 − ∑ 1 1 1 , 0 ∞ 1 = 1 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 1 ]   = [ 1 , 2 ( 1 , 2 ) − 0 , 2 ( 2 ) − 1 , 0 ( 1 ) + 0 , 0 ]   ( 10)     T he   f i r s t  it e m  on   the  R HS   of   ( 4)   is :     ∑ ∑ 1 1 2 2 1 − 1 , 2 = ∞ 2 = 1 ∞ 1 = 1 1 [ ∑ ∑ 1 1 − 1 2 2 1 − 1 , 2 ∞ 2 = 1` ∞ 1 = 1 ]     = 1 [ ∑ 1 1 ∑ 2 2 1 , 2 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 0 ] − 1 ∑ 1 1 ∞ 1 = 0 1 , 0     = 1 1 , 2 ( 1 , 2 ) − 1 1 , 0 ( 1 )   ( 11)     T he   s e c ond  ter m  on   the  R HS  o f   ( 4)   is :     1 1 + 1 , 2 − 1 = 1 ∑ ∑ 1 1 2 2 ∞ 2 = 1 ∞ 1 = 1 1 + 1 , 2 − 1     = 1 1 − 1 2 ( ∑ ∑ 1 1 2 2 1 , 2 − ∑ 2 2 0 , 2 − 1 ∑ 2 2 1 , 2 ∞ 2 = 0 ∞ 2 = 0 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 0 )     = 1 1 − 1 2 1 , 2 ( 1 , 2 ) − 1 1 − 1 2 0 , 2 ( 2 ) − 1 2 1 , 2 ( 2 )   ( 12)     T he   thi r d   ter m   on  the   R HS  of   ( 4)   is :     ( 1 − ) 1 1 + 1 , 2 = ( 1 − ) 1 ∑ ∑ 1 1 ∞ 2 = 1 ∞ 1 = 1 2 2 1 + 1 , 2     = ( 1 − ) 1 1 − 1 ∑ ∑ 1 1 + 1 ∞ 2 = 1 ∞ 1 = 1 2 2 1 + 1 , 2   ( 13)     L e t  = ( 1 − ) 1 1 − 1   then  ( 13)   be c ome,     ( 1 − ) 1 1 + 1 , 2 = ∑ 1 1 + 1 [ ∑ 2 2 1 + 1 , 2 − 1 + 1 , 0 ∞ 2 = 0 ] ∞ 1 = 1     = [ 1 , 2 ( 1 , 2 ) − 0 , 2 ( 2 ) − 1 1 , 2 ( 2 ) − 1 , 0 ( 1 ) + 0 , 0 + 1 1 . 0 ]   ( 14)     T he   f our th  it e m   on  the   R HS  of   ( 14)   is ,     2 1 , 2 + 1 = 2 2 − 1 ∑ ∑ 1 1 2 2 + 1 1 , 2 + 1 ∞ 2 = 1 ∞ 1 = 1     = 2 2 − 1 [ ∑ ∑ 1 1 2 2 1 , 2 − ∑ 2 2 0 , 2 − ∑ 1 1 1 , 0 + 0 , 0 − 2 0 , 1 ∞ 1 = 0 ∞ 2 = 0 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 0 ]       He nc e   2 1 , 2 + 1   e qua ls :     = 2 2 − 1 [ 1 , 2 ( 1 2 ) ] − 0 , 2 ( 2 ) − 1 , 0 ( 1 ) + 0 , 0 − 2 1 , 2 ( 2 ) + 1 0 , 1   ( 15)     3. 4.     E xp e c t e d   n u m b e r   o f   c u s t om e r s   in   t h e   s ys t e m   T he   e xpe c ted  number   of   pe ople  in   the  s ys tem  a t  s tea dy  s tate   f or   a   model  with  two  s tations   c a n  be   obtaine d  a s   f oll ow s:     ( 1 , 2 ) = ∑ ∑ 1 , 2 1 , 2 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 0   ( 16)     T he   e qua ti on  ( 16 )   c a n  be   wr it ten   a s :     ( 1 , 2 ) = ∑ ∑ 1 , 2 1 0 , 2 ( 1 ) 2 1 , 0 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 0     ( 1 , 2 ) = ( 1 − 1 ) ( 1 − 2 ) ∑ ∑ 1 , 2 1 2 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 0     W he r e   0 , 2 ( 1 ) = 1 − 1 & 1 , 0 ( 1 ) = 1 − 2 ,     ( 1 , 2 ) = ( 1 − 1 ) ( 1 − 2 ) ∑ ∑ 1 , 2 1 2 ∞ 2 = 0 ∞ 1 = 0 = 1 2 ( 1 − 1 ) ( 1 − 2 )   ( 17)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell   I S S N: 2252 - 8938       Optimiz ing  que ue   e ff icie nc y :   A r ti fi c ial   int e ll igenc e - dr ive n  tandem   que ue s   …  ( K e e r thi k a  R adhak r is hn an)   981   3. 5.     M e an   wai t in g  t im e   T he   mea n  wa it ing  ti me  in  a   two - s tation  s y s tem   c a n  be   c a lcula ted  u s ing  a   s tea dy - s tate   a na lys i s ,   pr ovidi ng  va luable   ins ight s   int o   s ys tem  pe r f or manc e .   T his   c a lcula ti on  take s   int o  a c c ount  the  a r r iv a l  r a tes ,   s e r vice   r a tes ,   a nd  other   ke y  f a c tor s   that  inf luenc e   wa it ing  ti mes .   B y  de ter mi ning  the  mea n  wa it i ng  ti me,   r e s e a r c he r s   a nd  pr a c ti ti one r s   c a n  opti mi z e   s ys tem  de s ign  a nd  im pr ove   ove r a ll   e f f icie nc y.     E   ( W ) = ( 1 1 − 1 ) 0 1 ( 2 + − 2 − 2 2 − 1 ) = ( 1 1 − 1 ) 0 ( 2 2 + 2 − 2 2 − 2   ( 18)       4.   NU M E RI C AL   I L L UST RA T I ON   I n   t h i s   s e c t i on ,   t h e o r e t ic a l   r e s u l ts   a r e   j us t i f i e d   w i t h   s u i t a b le   n u m e r ic a l   r e s u l ts .   I n   o r d e r   t o   s t u d y   t h e   e f f e c t  o f   a r r i v a l   r a te ,   s e r v i c e   r a t e   a t   n od e   1   a nd   s e r v ic e   r a te   a t   n o de   2 .   F r o m   F i g u r e   2   a n d   T a b l e   1 ,   w e   c a n   o bs e r v e   th a t  t h e   a r r i va l   r a t e   in c r e a s e s   w he n   AI   i s   d r iv e n   in   t h is   m o d e l   t he n   m e a n   wa i t i n g   c us t o me r s   s p e e d i ly   d e c r e a s e s .       T a ble  1.   Ar r ival   r a te  vs .   mea n  wa it ing   ti me   1 = 0 . 5 , 2 = 0 . 4 , = 0 . 2 , = 0 . 8   Χ   S e r ve r 1   S e r ve r 2   S ys te m   1   1.7884   2.4564   4.2448   2   0.65   2.2653   2.9153   3   0.9907   2.006   2.9967   4   0.6505   1.856   2.5065   5   0.4808   1.75   2.2308   6   0.2056   1.6503   1.8559           F igur e   2.   AI - dr iven,   a r r ival   r a te  vs .   wa it ing  ti me       5.   CONC L USI ON   T his   pa pe r   int r oduc e s   a n   innovative   a ppr oa c h   t o  tande m   que ue   a na lys is   us ing  AI   tec hniques .     AI - dr iven  tande m  que ue   a na lys is   r e pr e s e nts   a   tr a ns f or mative  f o r c e   a c r os s   indus tr ies ,   of f e r ing   mul t if a c e ted  a dva ntage s .   I n  thi s   a r ti c le,   we   c ons ider   a   tande m  que ue   w it h  two  s e r vice   s tations   u s ing  AI   tec hniq ue s .   T he   s tea dy - s tate   dif f e r e nc e   e qua ti on  f or   thi s   model  i s   de r ived  a nd  a   m e a n  number   of   c us tom e r s   a r e   de r ived.   C ompanie s   c a n  r e volut ioni z e   ope r a ti ons   thr o ugh  a utom a ted  que ue ing,   s tr e a ml ini ng  da ta  a na lys is ,   a c c umul a ti on,   a nd  A I - dr iven  c us tom e r   s olut ion s   to  dr ive   bus ines s   s uc c e s s .   E xis ti ng  models   may  lac k  r obus tnes s   to  s uc h  unc e r tainty,   lea ding   to   s ubopti mal  pe r f o r manc e   in   pr a c ti c e .   R e c e nt  obs e r va ti ons   s ugge s t  that  the  e f f icie nc y  of   tande m  que ue s   c a n  s igni f ica ntl y  f lu c tuate   due   to  unpr e dicta ble  c us tom e r   r e ne ging  be ha vior .   Our   f indi ngs   p r ovide  c onc lus ive  e vid e nc e   that  thi s   phe nomenon  is   a s s oc iate d  with  dyna mi c   c ha nge s   in  s e r vice   c ondit ions   a nd  a r r ival  r a tes ,   not  due   to  e va luate d  number s   of   s e r ve r s   or   s tati c   que ue   pa r a me ter s .   F utu r e   s tudi e s   may   e xplor e   the  int e g r a ti on  of   r obus t   mac hine  lea r ning   tec hniques   with   f e a s ibl e   wa ys   of   p r oduc ing  a da pti ve ,   r e a l - ti me  opti mi z a ti ons   to   f ur the r   e nha nc e   que ue   e f f icie nc y   a nd  c us tom e r   s a ti s f a c ti on.   F utur e   r e s e a r c h  s hould  e xplo r e   tec hnique s   f or   r obus t  que ue   mana ge ment  that   c a n   ha ndle  unc e r tainty  e f f e c ti ve ly.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I S S N : 2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   2 ,  Apr il   2 025 :   97 5 - 98 3   982   RE F E RE NC E S   [ 1]   G.   D .  A de poj u,  “ S ta ti s ti c a l  a na ly s is   of   ta nde m  que ue s   w it h  ma r kovi a n  por ous   me di ums ,”   M .A .  T he s is ,  D e pa r tm e nt   of   M a th e ma ti c s ,  M a r s ha ll  U ni ve r s it y,   H unt in gt on , U S A ,   2019.    [ 2]   J .  W a ng,  H .  A boue e - M e hr iz i,   O .  B a r on,  a nd  O .  B e r ma n,  “ T a nde m  que ue s   w it h  im pa ti e nt   c us to me r s ,”   P e r fo r m anc e   E v al ua ti on ,  vol . 135, Nov. 2019, do i:  10.1016/j .pe va .2019.102011.   [ 3]   A .  A .  A lf r e d,  “ B lo c ke d  ne twor k  o f   ta nde m  que ue s   w it h  w i th dr a w a l, ”   K r aguj e v ac   J o u r nal   of   M at he m at ic s ,  vol .  23,   pp.  63 – 73,   2001.   [ 4]   G .  A yya ppa n  a nd  P .   T ha mi z h s e lv ,   “ T r a n s ie nt   a n a ly s is   of   M [ X1 ] ,  M [ X2 ] / G 1 , G 2 ( a ,b) /1   que ue in g  s y s te m  w it h   pr io r it y  s e r vi c e s , ”   B ul le ti n of  P ur e  and A ppl ie d Sc ie nc e s , vol . 36, no. 2, pp. 112 – 132, 2017.   [ 5]   X .  Y ua n,  H .  Y a o,  J .  W a ng,  T .  M a i  a nd  M .  G ui z a ni ,  “ A r ti f ic ia l  in te ll ig e nc e   e mpowe r e d  Q oS - or ie nt e d  ne twor k   a s s oc ia ti on   f or   ne xt - ge ne r a ti on  mobi le   ne twor ks ,”   in   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C ogni ti v e   C om m uni c at io ns   and  N e tw or k in g ,  vol .  7,  no .  3,     pp. 856 - 870, S e pt . 2021, doi:  10.1109/T C C N .2021.3065463.    [ 6]   C.   F e r e nc z   a nd  M .  Z öl dy ,  “ R o a d  tr a f f ic   que ue   le ngt h  e s ti ma ti on  w it h  a r ti f ic ia l  in te ll ig e nc e   ( A I )   me th ods , ”   C ogni ti v e   s us ta in abi li ty , vol  2, no 3, 2023 ,  do i:  10.55343/cogs us t. 65 .     [ 7]   P .  A nus s or n ni ti s a r n  a nd  V .  L im la w a n,  “ D e s ig n  of   a dva nc e d   que ue   s ys t e m  us in g  a r ti f ic ia l  ne ur a l  ne twor k  f or   w a it in g  ti me   pr e di c ti on,”   R e v is ta e s pac io s , vol . 41, no. 40, pp. 111 – 124, 2020.   [ 8]   F . K a moun, “ P e r f or ma nc e  a na ly s is  of  t w o pr io r it y  que ui ng s ys te ms  i n t a nde m,”   A m e r ic an J our nal  of  O pe r at io ns  R e s e a r c h , vol . 2,  no. 4, pp. 509 – 518, 2012, doi:  10.4236/ajor .2012.24060.   [ 9]   Y .  L iu   a nd  R .   Q ua n, “ R e s e a r c h a nd  a n a ly s is   on  th e   in te r a c ti on be twe e n  que ui ng   th e or y  a nd a r ti f ic ia l  in te ll ig e nc e ,”   in   P r oc e e di ngs   of   th e   2023  I nt e r n at io nal   C onf e r e nc e   on  I m age ,  A lg or it hm s   and  A r ti fi c ia l  I nt e ll ig e nc e   ( I C I A A I   2023 ) ,  A tl a nt is   P r e s s ,  2023,     pp. 391 – 401 , doi :  10.2991/978 - 94 - 6463 - 300 - 9_40.   [ 10]   M .  S .  C he n  a nd   H .  W .  Y e n,  “ A ppl ic a ti on s   of   ma c hi ne   le a r ni ng  a ppr oa c h  on  mul ti - que ue   me s s a ge   s c he dul in g,”   E x p e r t  Sy s te m s   w it h A ppl ic at io ns , vol . 38, no. 4, pp. 3323 – 3335, 2011, doi:  10.1016/j .e s w a .2010.08.117.   [ 11]   G .  A yya ppa n  a nd  K .  T hi la ga va th y,  “ M a c hi n e   le a r ni ng  a na ly s is   of   que ue s   w it h  m a p,  r e ne gi ng,  pha s e   ty pe   s e r vi c e s ,  va c a ti ons   a nd   r e pa ir s ,”   A C M  I nt e r nat io nal  C onf e r e nc e  P r oc e e di ng Se r ie s , pp.  197 – 208, 2021, doi:  10.1145/3484824.3 484872.   [ 12]   L . M a s , J . V il a pl a na , J . M a te o, a nd F . S ol s ona , “ A  que ui ng t h e or y mode l  f o r  f og  c omput in g,”   J our nal  of  Supe r c om put in g , vol . 78,  no. 8, pp. 11138 – 11155, 2022, doi:  10.1007/s 11227 - 022 - 04328 - 3.   [ 13]   Y .  L i ,  W .  G ua n,   a nd  W .  L i,   “ Q ue ui ng  th e or y  a nd  a r ti f ic ia l  in te ll ig e nc e   in   s e r vi c e   s ys te ms :  a   s ur ve y,”   M at he m at ic s ,  vol .  8 ,  no .  5,  2020.   [ 14]   C .  S he kha r ,  N .  K uma r ,   A .  G upt a ,  a nd  R .   K .  T iwa r i,   “ F in it e   c a pa c it y  ta nde m  que ue in g  ne twor k  w it h   r e ne gi ng,”   in   M at he m at ic al   M ode li ng and C om put at io n of  R e al - T ime  P r obl e m s , B oc a  R a to n:  C R C  P r e s s , 2021, pp. 33 – 46 , doi :  10.1201/978100305 503 7 - 4.   [ 15]   K .  P .  S .  B a ghe l  a nd  M .  J a in ,  “ T r a ns ie nt   s ol ut io n  of   ma r kov  mode l  f or   f a ul t   to le r a nt   s ys te m  w it h  r e dunda nc y,”   in   M at he m at ic al   M ode li ng and C om put at io n of  R e al - T ime  P r obl e m s , C R C  P r e s s , 2021 , doi :  10.1201/978100305 5037 - 5.   [ 16]   S .  S ha nmuga s unda r a m  a nd  P .  U ma r a ni ,   “ Q ue ue in g  th e or y  a p pl ie d  in   our   da y  to   da y  li f e ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   of   Sc ie nt if ic   &  E ngi ne e r in g R e s e ar c h , vol . 6, no. 4, pp. 533 – 541, 2015 .   [ 17]   J .  N di a ye ,  O .  S ow ,  Y .  T r a or e ,  M .  A .  D io p,  A .  S .  F a ye ,  a nd  A .  D io p,  “ E le c tr oni c   s ys te m  us in g  a r ti f ic ia l  in te ll ig e nc e   f or   q ue ue   ma na ge me nt ,”   O pe n J ou r nal  of  A ppl ie d Sc ie nc e s , vol . 12, no. 12, pp. 2019 – 2036, 2022, doi:  10.4236/oj a pps .2022.1212141.   [ 18]   J . S ti nt z in g a nd F .  N or r ma n,  “ P r e di c ti on of  que ui ng be ha vi our   th r ough the  us e  of  a r ti f ic ia l  ne ur a l   ne twor ks ,”   M . Sc .   T he s is ,   S c hool   o f  C omput e r  S c ie nc e   a nd C omm uni c a ti on ,  K th  R oya l  I ns ti tu te   o f  T e c hnol ogy ,  S to c khol m,  S w e de n,  2017.   [ 19]   C .  Y uva r a ni   a nd  C .  V ij a ya la ks hmi ,  “ A r ti f ic ia l  ne ur a l  ne twor k  a ppr oa c h  in   de s ig n  of   que ue in g  mode ls ,”   in   St oc has ti c   P r oc e s s e s   and T he ir  A ppl ic at io ns  i n A r ti fi c ia l  I nt e ll ig e nc e , 2023, pp. 23 – 38 , doi :  10.4018/978 - 1 - 6684 - 7679 - 6.c h003.   [ 20]   C .  R ove tt o  e t  al . ,  “ M in im iz in g  in te r s e c ti on  w a it in g  ti me :  pr opos a l  of   a   que ue   ne twor k  mode l  us in g  ke nd a ll ’ s   not a ti on  in   pa na ma   c it y,”   A ppl ie d Sc ie nc e s , vol . 13, no. 18, 2023, doi :  10.3390/a pp 131810030.   [ 21]   M .  S .  S unda r i   a nd  S .  P a la ni a mm a l,   “ S im ul a ti on   of   m /m   /1   que ui ng  s ys te m  us in g  a nn  que ui ng  mode ls ,”   M al ay a  J our nal   of   M at e m at ik , vol . 5, no. 1, pp. 279 – 294, 2015.   [ 22]   T .  M .   V   A nur uddhika ,  S .  P r a s a nt h,  a nd  R .  M .  K .  T .   R a th na y a ka ,  “ T he   a ppr oa c he s   ut il iz e d  in   que ui ng  mode li ng:   a   s y s te m a ti c   li te r a tu r e   r e vi e w ,”   A s ia n  J our nal   of   C onv e r ge n c e   i n  T e c hnol ogy ,  vol .  8,  no.   2,  pp.  24 – 30,  2022,   doi :  10.33130/ajc t. 2022v08i02.006.   [ 23]   S .  S id di qui ,  M .  D a r ba r i,   a nd  D .  Y a gya s e n,  “ M ode ll in g  a nd  s im ul a ti on  of   que ui ng  mode ls   th r ough  th e   c onc e pt   of   pe tr i  ne ts ,”   A dc ai j - A dv anc e s  i n D is tr ib ut e d C om put in g and A r ti fi c ia l  I nt e ll ig e nc e  J our nal , vol . 9, no. 3, pp. 17 – 28, 2020.   [ 24]   H .  B a uma nn  a nd  W .  S a ndma nn,  “ M ul ti - s e r ve r   ta nde m  que ue   w it h  ma r kovi a n  a r r iv a l   pr oc e s s ,  pha s e - ty pe   s e r vi c e   ti me s ,  a nd  f in it e   buf f e r s ,”   E ur ope an J our nal  of  O pe r at io nal  R e s e ar c h , vol . 256,  no. 1, pp. 187 – 195, 2017, doi:  10.1016/j .e jo r .2016.07.035.   [ 25]   S .  P .  N ir a nj a n,  S .  D .   L a th a ,  M .  M a hda l,   a nd  K .  K a r th ik ,  “ M ul ti pl e   c ont r ol   pol ic y  in   unr e li a bl e   two - pha s e   bul k  que u e in g  s y s te m   w it h a c ti ve  be r noul li  f e e dba c k a nd va c a ti on,”   M at he m at ic s , vol . 12, no. 1, 2024, doi :  10.3390/m a th 12010075.       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO R       Keerthi ka   R a dha kr i s hn a n          c u rren t l y   p u r s u i n g   h e r  d o ct o r  o f  p h i l o s o p h y   (Ph . D . )  d eg ree  at   V el   T ec h   Ran g a raj a n   D r.   Sag u n t h al a  R&D   I n s t i t u t e  o f  Sci e n ce  an d   T ech n o l o g y .   Si n ce  J an   2 0 2 3 .   Sh e  al s o   rece i v e d   h er  B. Sc. ,   M. Sc. ,   an d   M. Ph i l .   (Mat h emat i cs )  fr o m  Mad ra s   U n i v er s i t y ,   Ch e n n a i   i n   2 0 0 9 ,   2 0 1 2   a n d   2 0 1 3   re s p ect i v e l y   a n d   a l s o   recei v e d   h er  B. E d .   (Mat h ema t i c s )  fro m  T am i l n ad u   T eac h er  E d u ca t i o n   U n i v er s i t y   i n   2 0 1 0 .   Sh e  h a s   w o rk e d   as   an   A s s i s t an t   P r o fes s o r  o f  Mat h emat i cs   o v er  7 +   y e ars .   H er   r es earch   area  o f  i n t eres t   i n cl u d e s   q u eu e i n g   t h e o ry ,   t an d em  q u e u ei n g   mo d el ,   s t o c h as t i c  an d   p ro b ab i l i t y .   Sh e  h a s   p u b l i s h ed   o v er  6   p ap er s   i n   i n t ern a t i o n a l   j o u r n al s ,   n at i o n a l   j o u rn a l s   an d ,   co n fere n ces .   Sh e   can   b e  co n t ac t ed   at   emai l :   k eert h i 2 7 7 8 9 @ g mai l . co m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell   I S S N: 2252 - 8938       Optimiz ing  que ue   e ff icie nc y :   A r ti fi c ial   int e ll igenc e - dr ive n  tandem   que ue s   …  ( K e e r thi k a  R adhak r is hn an)   983     D r.   Subra m a n i   P a l a n i   N i r a nja n          i s   w o r k i n g   as   A s s i s t a n t   Pro fe s s o r  o f  Mat h ema t i cs   i n   V e l   T ech   Ran g araj a n   D r.   Sag u n t h a l a  R&D   In s t i t u t e  o f  Sci e n ce  an d   T ec h n o l o g y ,   A v ad i ,   Ch en n ai .   H e  h a s   ei g h t   y ears   o f  t each i n g   an d   res earc h   ex p er i en ce.   H e  o b t a i n e d   a  mas t e r  d eg ree  i n   s ci e n ce  at   PSG   Co l l e g e  o f   T ec h n o l o g y ,   Co i m b a t o re.   H e  aw ard e d   D o c t o r  o f  Ph i l o s o p h y   i n   Mat h ema t i c s   b y   t h e  V e l l o re  I n s t i t u t e  o f  T ech n o l o g y ,   V e l l o re  i n   t h e  y ear   o f  2 0 1 8 .   H e  w o rk e d   as   a  j u n i o r  res earch   fel l o w   i n   V IT ,   V el l o re,   s p o n s o re d   b y   N BH M - D A E .   H i s   res earch   areas   i n cl u d e   q u e u ei n g   t h e o ry   a n d   o p era t i o n s   res earc h .   H e  p u b l i s h ed   2 0   re s earch   ar t i c l es ,   o n e  p at e n t ,   an d   t w o   b o o k   ch ap t ers   i n   rep u t ed   i n t er n at i o n al   j o u rn a l s .   H e  can   b e  co n t act e d   at   emai l :   n i ra n . j ay a n 0 9 2 @ g ma i l . c o m.         D r.   Ba l a kri s hna n  Ko m a l a   D urg a           i s   c u rren t l y   w o rk i n g   a s   an   A s s i s t a n t   Pr o fes s o r  i n   t h e  D ep ar t me n t   o f  Mat h ema t i c s   at   V i r u d h u n ag ar  H i n d u   N ad ar s ’  Sen t h i k u mara   N a d ar  Co l l eg e   (A u t o n o m o u s )  affi l i a t ed   w i t h   Ma d u ra i   K amara j   U n i v ers i t y .   Sh e  o b t a i n e d   h er   Ph . D .   i n   Mat h ema t i c s   u n d er  t h e  g u i d a n ce  o f  P ro fe s s o r  D r.   E .   Ch an d ra s ek ara n   at   V e l   T ech   Ra n g ara j an   D r.   Sag u n t h al a  R&D   In s t i t u t e  o f  Sci en ce  a n d   T ec h n o l o g y ,   l o cat e d   i n   A v a d i ,   Ch e n n a i ,   an d     T ami l   N ad u .   Sh e  co mp l et ed   h er  u n d e rg ra d u a t e  an d   p o s t   g rad u at e  fr o m  St el l a  Mari s   C o l l eg e,   Ch en n ai ,   affi l i a t ed   w i t h   t h e  U n i v er s i t y   o f  Mad ra s .   T h e  au t h o r  h a d   t h e  d e s i re  a n d   p as s i o n   t o   t each   m at h ema t i c s ,   w h i c h   co n s eq u en t l y   mad e  h er  s t art   h er  t each i n g   career  i n   2 0 1 2 .   Sh e  h as   t eac h i n g   ex p er i en ce  o f  mo re  t h an   1 0   y ear s   i n   t h e  area  o f  en g i n eeri n g   mat h emat i cs .   T h e  au t h o r  h as   pu b l i s h ed   n u mero u s   re s earch   p ap er s   i n   Sc o p u s - i n d ex e d   j o u r n al s .   Sh e  can   b e  co n t act ed   at   ema i l :   k o ma l ad u rg a. b @ v h n s n c. e d u . i n .         D r.   Sures ha   R a m a reddy           i s   an   A s s i s t an t   Pr o fes s o r  i n   t h e  D e p art me n t   o f   Mat h ema t i c s   at   t h e  Facu l t y   o f  E n g i n eer i n g   an d   T ec h n o l o g y ,   J A I N   ( d eemed - to - be - U n i v ers i t y ),   Ban g a l o re,   K ar n at ak a,   In d i a.   H e  h o l d s   a  B. Sc .   an d   a  B. E d .   i n   mat h emat i cs   fro m  Ba n g a l o re   U n i v er s i t y ,   an   M. Sc .   in  mat h em at i cs   fro m  Ba n g a l o re  U n i v ers i t y ,   an d   a  Ph . D .   i n   fl u i d   mec h an i cs   fro m  V i s v e s v ara y a  T ec h n o l o g i cal   U n i v ers i t y ,   Bel g a u m,   In d i a.   H e  i s   an   act i v e  memb er  o f  s ev era l   p ro fe s s i o n al   o rg a n i za t i o n s ,   i n cl u d i n g   t h e  Rama n u j an   Mat h ema t i ca l   So c i et y   (RMS),   t h e  I n d i an   Mat h ema t i ca l   So ci et y   (IMS),   an d   t h e  In d i a n   So ci e t y   o f  T h eo ret i cal   an d   A p p l i e d   Mech an i cs   (IST A M).   H e  h as   o v er  1 1 +   y ears   o f  t eac h i n g   e x p er i en ce ,   h as   p u b l i s h e d   n u mero u s   re s earc h   p a p ers   i n   b o t h   n a t i o n a l   an d   i n t er n at i o n al   j o u r n al s ,   an d   h o l d s   s ev eral   p at en t s .   H i s   res ea rch   i n t ere s t s   are  fl u i d   mec h an i cs ,   t r i b o l o g y ,   s c h ed u l i n g   p r o b l ems ,   an d   q u e u ei n g   t h e o ry .   H e  ca n   b e  c o n t ac t ed   a t   emai l :   s u re s h aramare d d y @ g ma i l . co m.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.