Hierarchical Colored Timed Petri Nets for Maintenance Process Modeling of Civil Aircraft

Civil aircraft maintenance process simulation model is an effective method for analyzing the maintainability of a civil aircraft. First, we present the Hierarchical Colored Timed Petri Nets for maintenance process modeling of civil aircraft. Then, we expound a general method of civil aircraft maintenance activities, determine the maintenance level for decomposition, and propose the methods of describing logic of relations between the maintenance activities based on Petri Net. Finally, a time Colored Petri multi-level network modeling and simulation procedures and steps are given with the maintenance example of the landing gear burst tire of a certain type of aircraft. The feasibility of the method is proved by the example.

可执行体系结构的HCPN建模方法

美国国防部体系结构框架(DoDAF)作为一种通用的系统体系结构描述规范,得到业界的广泛认可。但由于其本身描述形式的局限,无法支持对集成系统体系结构动态特性的分析。在建立DoDAF产品描述与层次化着色Petri网(HCPN)不同建模语言间对应关系的基础上,提出了以集成体系结构操作活动模型(OV-5)、操作规则模型(OV-6a)、逻辑数据模型(OV-7)为主体的可执行模型五阶段建模方法。旨在使由DoDAF体系结构产品建立HCPN可执行模型的过程规范化、步骤化,为实现体系结构可执行模型的自动转换提供技术支持。

基于层次着色Petri网的物资储配系统调度问题研究

采用层次着色Petri网研究了物资储配系统的调度问题。用首层Petri网给出了系统运行过程的总体宏观描述,在层次Petri网子页中对固定货架子系统、旋转货架子系统、分拣子系统和输送子系统的动态行为进行了详细刻画。在CPN-Tools仿真环境中分析了系统的整体动态特性,给出并验证了系统的总体调度策略。

机车运输调度系统的HCPN模型及性能测量方法

机车的运输调度管理是安全关键工业系统中的一个重要的研究方向,如何建立一个形式化的先验模型,利用模型对调度策略的安全性、正确性以及运输调度系统进行性能分析是本文研究的主要目的。使用分层Petri网的建模方法,以调度策略为框架建立整体的矿井机车运输调度控制系统模型,模型结构独立于运行路线结构。通过对模型的运行状态报告进行分析,给出调度策略的安全性和正确性的判定条件;同时,通过分析模型的标识状态图信息得到系统性能参数指标,在此基础上,给出机车运输速度和采区的开采速度是否匹配、进路区段的规划是否合理的评估方法和准则。

用层次颜色Petri网模拟主体行为

智能主体动态动作的形式化描述是开发应用多主体系统的关键之一,目前对于主体动作的形式化描述多是基于逻辑学的描述,不易直接应用到系统开发中。该文通过利用层次颜色Petri网对市场多主体系统的模拟,提出并讨论了利用层次颜色Petri网为多主体系统建模、模拟主体行为的方法,该方法对多主体系统中主体间的各种动态关系有较好的刻画,并且通过层次化的方法减少了利用一般Petri网系统(如: P/T系统)模拟复杂系统时所遇到的难度。

基于Petri网与遗传算法的半导体生产线建模与优化调度

针对半导体生产线调度复杂、难以优化的问题,本文提出一种基于层次有色赋时Petri网技术和遗传算法相结合的优化调度方法.该方法利用层次化的思想结合自顶向下建模方法对半导体生产线进行模块化建模,模型不仅能够反映生产线待加工产品的多条加工路径及其资源约束,还可以对系统的设备维护、各种优先级等特性进行描述,得到对生产系统更完善更精确的刻画.通过在遗传算法编码中考虑投料策略、工件选设备规则、批加工调度规则和单件加工设备规则等因素得到更加有效的调度方案,提高了模型的优化程度.在此基础上,对实际半导体生产线的不同调度方案分别进行仿真,并对仿真结果进行比较,从而验证了建模方法的正确性及调度策略的有效性.

基于颜色Petri网的多agent动态调度建模与分析

多agent系统是一个典型的分布式系统,其任务调度策略的性能对于整个系统的性能有重要的影响。调度策略研究领域中一个重要问题是如何动态可视化地呈现调度过程。颜色Petri网结合了Petri网和高级程序语言的优点,拥有严格的数学理论基础,能够对分布式系统进行图形化的模拟。提出了一种基于层次颜色Petri网的多agent调度过程建模方法,该方法对多agent任务处理的全过程进行了建模,模型中通过不同角色的agent对任务进行动态分解和调度,利用Petri网仿真工具,能够在调度过程中考察所提出的调度策略与已有调度策略相比所具有的优点,而且通过对调度简化模型的状态空间进行分析,证明了调度策略的正确性和合理性。目前这种基于Petri网的形式化的可视仿真方法和模型评价方法是其它验证方法难以实现的。

BitTorrent协议的Petri网建模方法研究

BitTorrent协议被大规模文件共享、视频点播等P2P应用所广泛采用,但其交互行为复杂且并发度高,难以构建规模适度的形式模型以支持高效可行的协议功能行为分析。基于着色Petri网提出一种BitTorrent协议分层建模方法,给出协议的着色Petri网层次模型,集成模拟、状态空间分析与模型检验等方法对模型的不同抽象层进行分析,确认协议模型有效性,并验证协议行为满足协议需求。BitTorrent协议的着色Petri网层次模型不但为协议开发提供准确、直观的形式规范说明,而且便于协议行为模拟和协议属性分析,有效缓解大规模系统建模分析过程中存在的状态爆炸问题。

基于DoDAF和Petri网的预警作战体系研究

预警作战是一种与"时间窗口"因素密切相关的作战样式。采用Do DAF规范化描述方法,建立了预警作战体系的部分体系结构产品,包括作战高级概念图、作战节点连接关系图、作战活动模型图等。针对一个典型的预警作战任务示例,建立了该体系的HTCPN模型,并使用CPN Tools工具进行了50 000次仿真试验,统计了仿真结果,并分析了影响任务成败的关键因素。

含过程和控制库所的层次化Petri网模型及应用

引入一种含过程和控制库所的Petri网模型,增强了Petri网的表述能力,扩展了Petri网的应用范围,并以铁路车站信号联锁逻辑中的进路控制为背景,较详细地给出了该类Petri网模型的实际应用。

Web服务组合的层次颜色Petri网描述模型

针对Web服务组合流程资源的表达及组合流程正确性验证问题,提出一个基于层次颜色Petri网的Web服务组合描述模型,该模型在描述组合流程控制流的同时还能描述流程中的数据流,能较全面地刻画Web服务组合流程,并且支持对组合流程正确性的验证分析、实例化流程的仿真运行。建模实例验证了该模型的有效性和实用性。

基于Petri网与IFA的3D NoC测试调度优化研究

针对三维片上网络(3D NoC)测试调度困难、并行测试效率低的问题,提出了一种层次着色赋时Petri网(HCTPN)与改进萤火虫算法(IFA)相结合的方法.该方法通过HCTPN模型分层描述系统调度过程和局部测试细节,并将测试调度方案与变迁发生序列相关联.为了优化模型中的路由计算变迁,针对3D Torus拓扑结构设计了一种改进路由算法.在此基础上,使变迁发生序列映射为萤火虫个体,同时采用融合了反向学习机制与差分进化算法的IFA来寻找最优序列.实验结果表明,HCTPN模型能清晰刻画测试的调度过程、资源约束、优先级等特性;改进路由算法能有效减少测试调度过程中的路由时间;IFA能高效求得测试调度最优解,测试时间较其他方法最大程度上降低了18.9%,有效提升了测试效率.

一种基于扩展颜色Petri网的Web服务组合验证机制

Web服务技术日趋成熟,它提供了一种平台独立、自描述、位置透明的软件模块。利用Web服务组合技术,能够快速、灵活地满足复杂多变的业务需求。随着Web服务组合流程日趋复杂,组合流程设计越来越容易出错。给出了一个描述Web服务组合流程的扩展层次颜色Petri网模型,它独立于具体的流程描述语言,支持流程的层次表达且能较全面地刻画Web服务组合流程。还给出了模型的控制流网正确性、数据流网正确性、流程实例正确性的验证方法,从3个层面确保了Web服务组合流程的正确性。

基于层次着色Petri网的创新能力演化模型及提升路径挖掘

提出以目标需求为导向的个体创新能力提升方法,通过构建培养行为措施集,建立基于层次着色Petri网的创新能力演化模型并提出其生成算法,在此基础上设计一种基于改进蚁群算法的最优提升路径搜索方法,为制定高效、个性化的创新能力培养方案提供技术支持.针对高校教育与市场需求与学生创新能力的供需鸿沟问题,以高校学生创新能力提升为例,进行试验仿真.实验结果证明,该模型适用于复杂演化系统建模,能够大大降低节点空间规模,同时所设计的最优路径搜索算法在收敛性和遍历性两方面都具有较好的性能.

基于SHCPN的系统动态可靠性建模及分析

针对传统复杂可修系统可靠性建模方法只能建立系统静态分析模型的问题,提出基于随机层次着色Petri网(SHCPN)的动态可靠性建模方法,并在讨论SHCPN形式化定义和建模方法的基础上,描述利用该方法建立复杂可修系统动态可靠性分析模型的过程。实验结果证明该方法可有效解决以往系统可靠性建模中存在的不足。

基于赋时层次有色Petri网的Multi-Agent调度系统建模

介绍了基于Multi-Agent的分布式环境扫描系统的结构模型.依据赋时层次有色Petri网(HTCP-net)的理论,应用建模、仿真工具CPN Tools建立了基于优先级的任务调度算法和最短等待队列动态负载均衡调度算法的系统调度模型.仿真结果表明,该调度模型有效满足了系统周期性重复访问网站的任务需求.

基于Petri网的临床路径评估与优化

为了对临床路径进行定量评估和优化,利用分层赋时着色Petri网进行建模分析,并以某医院乳腺癌临床路径为例,根据患者到达的时间分布规律,通过设置调整相关参数,在CPN Tools 3.4平台上进行仿真测试,得到了各时段住院天数、费用、最短住院天数资源配置等数据,从而为临床路径的定制、筛选和优化提供了有效的参考与支持。

网格计算资源调度的层次Petri网建模与分析

本文给出了网格计算资源的三层调度方案,并利用层次颜色 Petri 网对这一调度方案进行了建模与分析。对不同层次的资源调度建立了相应的颜色时延 Petri 网模型,不同层次的颜色时延 Petri 网模型可以有不同的行为表现,体现了网格计算资源的异构、自治等特点。给出了层次颜色 Petri 网的可达任务图的概念及构造算法,并利用可达任务图,对网格计算资源调度系统的运行状态进行了分析。

基于层次着色Petri网的需求工程过程框架

提出一种基于层次着色Petri网的需求工程过程框架,对软件需求工程过程、需求活动、需求任务及其功能进行了形式化定义,为软件需求工程实现了一个清晰、完整、无二义性的精确描述框架,并为最终产生高质量的软件需求规格说明奠定了坚实的基础,也为软件需求的精化、规约、复用、演化以及需求管理、需求质量控制、度量等提供了严格数学依据。

煤矿辅助运输调度系统的层次颜色Petri网建模

为实现煤矿井下无轨运输车辆的安全调度,提出一种新型调度策略,以此为框架,利用层次颜色Petri网对调度系统进行建模。通过研究模型的运行过程,对调度策略的安全性、正确性及可重用性进行证明。同时,利用模型的状态空间报告对调度系统基本性能作简单分析。结果表明,该调度系统模型可对车辆运输量、区段使用频度及其时间分布以及车辆运输速度与运输任务产生速度的匹配程度进行分析,在应用过程中可以有效提高车辆运输安全性,避免运输事故,辅助管理者规划运输任务,提高矿井辅助运输效率。