基于CPNtools的环评工程分析信息化技术的研究

以东北制药总厂现状环境评价为例,首先抽象出其采用的代数系统,然后构建了与其同构的着色PetriNet模型,并运用CPNtools完成了环境评价学的各种分析和论证,从而为构建C4ISRE奠定了基础。

基于CPNtools的城市突发事件应急管理系统性能分析

近年来突发灾害事件越来越频繁,城市管理需要及时有效地应对各种突发事件。在这种背景下,为确保城市的科学发展,亟需构建城市应急管理体系,增强城市公共安全的应急能力。应急管理系统是一种应用计算机技术、辅助决策支持技术等综合集成的一种"人机系统"。这种系统可以使应急管理部门即时掌控重大危险源信息变化情况,加强宏观调控,并进行应急救援。以CPNtools为基础,对着色Petri网理论加以介绍,对相关概念进行界定,对典型的城市突发事件应急管理系统进行建模与仿真。通过对模型进行性能分析,找出系统建设中存在的的缺陷,从而进一步完善应急管理系统功能,提高其应对突发事件的能力,为应急管理系统实际铺设奠定坚实的基础。

基于CPNTool的换挡过程建模与分析

针对换挡本身特性,提出一种利用着色Petri网对换挡过程进行建模的方法。首先,利用聚类分析对单个时窗内的车辆运行参数进行聚类,依据一定时间段内车辆运动状态的转移对下一时刻车辆的运动状态进行估计,将车速信息和状态估计值作为车辆换挡决策的判定条件,利用具有鲜明层次化特性和替代变迁良好交互特性的CPNTool对换挡过程流进行建模仿真,依据交通环境和车辆状态信息设定每个状态迁移的时间延迟,通过分析几种可能的换挡过程所产生的时间延迟给出最佳的换挡次序;最后,采集道路实车试验数据对换挡模型进行有效性验证。测试结果表明,该建模方法能够以图形化方式充分展现出换挡过程中驾驶员操作流程的变迁,此外,该模型能够有效估计出每个驾驶员换挡过程所需的时间,对驾驶员的换挡急缓程度作出评价。

高铁列车运行控制信息传递流程结构脆性分析

针对目前高速铁路列车运行控制过程安全研究多以单个子系统为研究对象,缺乏系统整体性且忽略了系统间的风险传递特性的问题,基于复杂系统脆性理论和有色Petri网及其仿真工具,以系统间的信息传递过程为切入点,建立一个包括计算机联锁子系统、列控子系统和调度指挥子系统的三级模型;从脆性源、脆性传播路径、系统崩溃标准3个特征出发阐述高速铁路列车运行控制过程的结构脆性;基于有色Petri网仿真工具CPN Tools中的I/O文件流和C#建立状态空间结构脆性分析平台.研究结果表明:行车许可请求子模型MAR(movement authority request)中变迁间的相关性平均值为56.72%,CTCS-3级列控子模型CTCS3(Chinese train control system-3)内的变迁间的相关性平均值为9.56%,可根据结构脆性指标的不同制定差别化的日常安全管理策略.

基于着色Petri Net的金属矿山环境评价信息化技术

用C4ISR的理论改造环境影响评价技术,建立环境评价自动化系统C4ISRE是解决现今环境评价领域诸多问题的有效方法。建立C4ISRE的首要问题是将传统的环境评价报告形式转换为Petri网的形式,进而实现计算机对环境评价报告的自动化构建、分析、处理等。以《金山店铁矿环境影响评价报告书》为例,根据传统环境评价工程分析方法的特点,构建了与其同构的着色Petri Net模型,并运用CPNtools完成了环境评价工程分析的各种论证,从而为建立C4ISRE奠定了基础。

基于模糊着色Petri网的车辆行驶状态估计

车辆行驶状态的有效估计是改善综合交通运输效能的有效途径,针对车辆行驶过程数学模型难以准确建立,依据车辆的行驶状态流跟Petri离散并行系统的相似性,提出利用具有良好层次化和时序性特点的Petri网建立车辆行驶状态估计模型。分析影响车辆状态变化的影响因素,将车速、车辆质心侧偏角以及车辆横摆角速度作为描述车辆状态属性指标,并确定输入的论域以及隶属度函数,依据车辆运动状态的可控性和驾驶舒适性建立相应的模糊规则。最后,在CPNtool中构建车辆行驶状态估计模型,采集路车试验数据对模型进行训练与测试,结果表明,Petri网模型不仅能够以可视化方式充分展现车辆状态变化过程,且能够通过着色的库所变迁确定影响车辆状态发生的关键性因素,模型的估计结果逼近真实值。

基于Petri网的程序缓冲区溢出检测方法

由于软件的安全性问题的很大一部分是由于缓冲区溢出而引起的。因此,为了减少软件的安全漏洞,本文提出了一种利用着色Petri网的理论来检测原代码缓冲区溢出方法,并用CPNTools进行仿真证明了该方法的正确性和简便性。这为软件的缓冲区溢出检测增添了一种新的方法。

聚类分析和模糊逻辑在驾驶行为辨识中的应用

在驾驶行为识别以及车辆运动状态预测时,需将车辆连续运动过程离散化成状态,对状态划分时极易出现状态重复划分的情况,且利用隐马尔科夫模型在对行为状态序列进行判定时难以准确确定各个状态之间的转移概率以及各个状态的初始概率,因此,提出利用聚类分析对滑动时窗内的数据进行聚类,确保驾驶过程中状态划分的唯一性,此外,利用模糊逻辑规则对出现的异常行为状态进行修正。利用CPNtool层次化分析软件,将不同驾驶行为分成若干层,通过状态之间的转移实现层与层之间的交互,通过判定等时间段内状态流所占用某个层的时间比例来确定当前的驾驶行为。最终利用测试车采集到的样本数据对所建模型进行有效性验证,结果表明,该模型能够以可视化的方式展现不同驾驶行为之间的状态切换,对当前的驾驶行为的判断准确率达到了96%以上。

着色Petri网在应急联动系统中的建模与仿真分析

在分析应急联动系统业务流程的基础上,引入着色Petri网,并利用支持Petri网建模与仿真的成熟工具CPNTools实现了应急联动系统流程的建模与仿真,同时对所建模型的性能进行了分析.

基于CPN的教学质量评价系统的建模与分析

教学质量评价是教师了解课堂教学情况、获得反馈信息、提高教学质量的有效途径之一.本文研究了高校教学质量评价的过程,利用着色Petri网对高校教学质量评价的过程进行建模与分析,并使用CPN Tools检测所建模型的合理性,实现对高校教学质量评价过程的验证.

基于CPN的进路式联锁调度建模及其分析

提出一种基于有色Petri网(CPN)的进路式联锁调度算法模型,其中包括对联锁调度过程中机车的任务内正常行驶、进路联锁运算、机车驶离任务路线、闯入未开放进路、故障处理恢复等情况建立了清晰的模型。并利用CPN Tools对模型进行仿真验证与分析,结果表明该联锁调度CPN模型正确模拟了井底机车运输调度,对于机车调度是安全可靠的。

基于petri网分布式发电系统的能量协调控制

针对风能、太阳能等可再生能源不稳定、不连续问题,基于Multi-Agent和层次有色petri网技术,提出分布式发电系统的能量管理协调控制方案。首先将系统内的各设备处理成相对独立的Agent,通过Agent之间的通信进行能量协调控制;应用层次有色petri网描述分布式发电系统的离散性和动态性;根据电能质量综合指标决定发电设备的供电次序,使发电设备输出较高质量的电能;基于CPN Tools平台建立了分布式发电能量管理系统模型。仿真结果表明,所提方案可实现系统发电设备按电能质量综合指标值逐减的顺序对负载进行供电,实时控制蓄电池的充放电,实现系统安全稳定运行。

基于CPN的车站调度层次模型及仿真

在对车站调度问题进行分析的基础上,采用着色Petri网从宏观和微观两个层次对列车在车站的运行调度进行建模。模型从宏观上描述了列车在车站的运行过程和调度过程,从微观上描述了列车在区间、道岔上的运行过程以及办理进路过程。最后,以CPNTOOL为工具对模型进行了仿真分析。仿真结果表明,该模型能够详细描述列车在车站的运行过程和调度过程。

汽车配送中心保管布局改进

主要对象为汽车备件配送中心,以快速响应客户需求为主要目标,在备件配送中心的保管布局上引进动管和补管的概念,并对动管和补管的运用进行了适当的调整,提出适应当前国内汽车备件物流形势的备件保管布局新方法。运用Cpn tools工具对此类布局进行了Petri网的仿真,同时对工具的监控器模块(Monitor)增添了监控函数,利用监控函数对仿真进行数据的截取和计算,得出仿真报告,获得比较分析结果,求证了布局改进新方法的可行性。

基于CPN的空竭服务单重休假M/G/1型排队系统建模与分析

空竭服务单重休假M/G/1型排队系统是经典排队系统的推广,在许多领域有着广泛的应用。到目前为止对其的处理方法还都是建立在概率论和数理统计的基础上,运用马尔可夫随机过程求解,推导十分复杂,没有直观的模型描述。因此,利用着色Petri网对空竭服务单重休假M/G/1型排队系统进行建模,并对主要性能指标进行仿真分析是迫切以及可行地。仿真软件选用CPN Tools[1],仿真结果证明该方法具有较高的精确度以及实用价值。

基于有色Petri网的机械系统故障诊断研究

故障诊断对于机械系统的使用与维护起着重要的作用;为了提高机械系统故障诊断的效率以及直观性,提出了一种使用基于知识的故障诊断方法,即使用有色Petri网诊断方法建立一种通用机械系统故障诊断模型并进行分析;针对数控机床液压元件故障这一案例,首先获取其故障来源建立故障树;其次在故障树基础上运用有色Petri网建模工具CPNTools建立有色Petri网模型;最后对模型进行了仿真分析以模拟故障的传递,进行状态空间分析以判断模型安全性,结果表明所提出的建模方法能够使得故障传递更加直观化,快速了解故障的发展趋势,并表明此模型有着较强的易用性以及通用性。

基于Petri网的地铁供电故障应急响应过程建模探析

地铁供电系统的正常运行对于地铁的安全和稳定至关重要,而应急响应能力则是保障其正常运行的关键。文章基于着色时间Petri网方法,使用CPNtools仿真工具构建了地铁供电故障事故现场中应急疏散组与故障抢修组的应急响应过程模型。通过建模仿真,得出该应急响应过程的时间规律呈正态分布。并且,基于该模型进行同构马尔可夫链定量分析,找出该应急响应过程中存在的瓶颈环节,提出针对性对策建议,以期为地铁供电故障应急响应提供参考。

基于着色Petri网的资源共享问题的研究

Petri网具有严格的数学定义与直观的图形表示，又有丰富的系统描述手段与行为分析技术：是一种适合于描述异步并发竞争机制的系统模型。不同进程对系统资源存取的同步与互斥是资源共享系统中的关键问题，解决多个进程共享资源同步与互斥的传统方法有：加锁机制、信号量机制和管程机制等。本论文基于着色Petri网理论，以计算机操作系统中的经典哲学家问题为引例，提出了基于着色Petri网描述与解决资源共享与同步问题，并用CPNTools工具进行了仿真，取得了简明直观的效果，为解决资源共享问题提供了一种新的研究方法。