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A Simulation Engine for Stochastic Timed Petri Nets and Application to Emergency Healthcare Systems 被引量:4
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作者 Jiani Zhou Jiacun Wang Jun Wang 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI CSCD 2019年第4期969-980,共12页
In many service delivery systems,the quantity of available resources is often a decisive factor of service quality.Resources can be personnel,offices,devices,supplies,and so on,depending on the nature of the services ... In many service delivery systems,the quantity of available resources is often a decisive factor of service quality.Resources can be personnel,offices,devices,supplies,and so on,depending on the nature of the services a system provides.Although service computing has been an active research topic for decades,general approaches that assess the impact of resource provisioning on service quality matrices in a rigorous way remain to be seen.Petri nets have been a popular formalism for modeling systems exhibiting behaviors of competition and concurrency for almost a half century.Stochastic timed Petri nets(STPN),an extension to regular Petri nets,are a powerful tool for system performance evaluation.However,we did not find any single existing STPN software tool that supports all timed transition firing policies and server types,not to mention resource provisioning and requirement analysis.This paper presents a generic and resource oriented STPN simulation engine that provides all critical features necessary for the analysis of service delivery system quality vs.resource provisioning.The power of the simulation system is illustrated by an application to emergency health care systems. 展开更多
关键词 EMERGENCY department healthcare resource requirements simulation sojourn time stochastic TIMED petri nets(STPNs) WORKFLOWS
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基于随机Petri网的民机审定试飞实施流程建模与分析
2
作者 邓汉年 周杰 +3 位作者 杨波 易力力 傅广 周鹏 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S01期1063-1068,共6页
审定试飞是民用飞机获取型号合格证书的重要活动,具有高成本、高风险的特点。研究审定试飞的实施流程有利于推动试飞工作有序进行,进而缩短试飞周期及降低试飞成本。目前对试飞流程的研究局限于流程描述与定性分析,缺乏对试飞流程的形... 审定试飞是民用飞机获取型号合格证书的重要活动,具有高成本、高风险的特点。研究审定试飞的实施流程有利于推动试飞工作有序进行,进而缩短试飞周期及降低试飞成本。目前对试飞流程的研究局限于流程描述与定性分析,缺乏对试飞流程的形式化建模与性能分析,无法检验流程中的关键环节。为解决上述问题,文中研究了审定试飞3个阶段的实施流程,并利用随机Petri网构建了该流程的仿真模型;通过建立与该模型同构的马尔可夫链,对实施流程进行了性能分析,识别出了流程中耗时较多的关键环节,进而分析了关键环节的实施速率对流程平均运行时间的影响。最后通过一个案例验证了模型与方法的可行性。结果表明,制造符合性检查环节与试飞数据处理环节是流程中耗时较多的关键环节,应将其作为流程优化的重点,同时提升上述两个关键环节的实施速率相比提高单环节速率,成本更低且流程运行效率提升幅度更大。 展开更多
关键词 审定试飞实施流程 随机petri 马尔可夫链 性能分析 关键环节
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STOCHASTIC OBJECT-ORIENTED PETRI NETS (SOPNS) AND ITS APPLICATION IN MODELING OF MANUFACTURING SYSTEM RELIABILITY 被引量:7
3
作者 JiangZhibin HeJunming 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2003年第3期272-276,284,共6页
Object-oriented Petri nets (OPNs) is extended into stochastic object-oriented Petri nets (SOPNs) by associating the OPN of an object with stochastic transitions and introducing stochastic places. The stochastic transi... Object-oriented Petri nets (OPNs) is extended into stochastic object-oriented Petri nets (SOPNs) by associating the OPN of an object with stochastic transitions and introducing stochastic places. The stochastic transition of the SOPNs of a production resources can be used to model its reliability, while the SOPN of a production resource can describe its performance with reliability considered. The SOPN model of a case production system is built to illustrate the relationship between the system's performances and the failures of individual production resources. 展开更多
关键词 stochastic object-oriented petri nets Modeling Reliability Manufacturing system
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Modeling and Analysis of Logistics System Based on Stochastic Petri Net under Supply Chain Circumstances 被引量:2
4
作者 孙亮 王光臣 孙建镇 《Journal of Southwest Jiaotong University(English Edition)》 2009年第3期253-258,共6页
In order to describe the impacts of adjustment ability of logistics system on the profit and cost of logistics system, we constructed a model of logistics system based on stochastic Petri net ( SPN), and proposed a ... In order to describe the impacts of adjustment ability of logistics system on the profit and cost of logistics system, we constructed a model of logistics system based on stochastic Petri net ( SPN), and proposed a theorem for the adjustment ability of logistics system under supply chain circumstances on condition that the payoff of supply chain is a steadily increasing process. Then we put forward that a sequence of MGF ( moment generating function ) of out-of-goods risk process for logistics system is a martingale. The model we proposed can overcome shortcomings of the previous ones that can not describe the characteristics of the adjustment ability of logistics system. The results of simulation experiments are consistent with theoretical analysis. 展开更多
关键词 Logistics engineering Logistics system stochastic petri net
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基于AADL2SPN的飞行控制系统可靠性分析
5
作者 罗文斌 陆中 +1 位作者 程大炜 缪炜润 《航空工程进展》 CSCD 2024年第4期100-112,120,共14页
飞行控制系统是典型的安全关键系统,其可靠性对保证飞机安全运行具有重要作用。传统的可靠性分析方法过于依赖分析人员的经验,主观性强,极易导致可靠性模型与设计模型之间存在不一致性。综合利用架构分析设计语言(AADL)和随机Petri网(S... 飞行控制系统是典型的安全关键系统,其可靠性对保证飞机安全运行具有重要作用。传统的可靠性分析方法过于依赖分析人员的经验,主观性强,极易导致可靠性模型与设计模型之间存在不一致性。综合利用架构分析设计语言(AADL)和随机Petri网(SPN)描述系统的故障传播行为,提出一种基于模型的可靠性分析方法;利用AADL构建某横侧向电传飞控系统的名义模型和错误模型,提出AADL模型中错误传播相关信息的提取方法,利用所提取信息自动生成描述系统故障传播行为的SPN模型;在此基础上,通过蒙特卡洛仿真完成该横侧向电传飞控系统的可靠性评估。经与故障树分析方法对比,结果表明:最大相对误差小于0.018%,满足工程需要;所构建的可靠性模型由AADL模型自动生成,能够确保可靠性模型与设计模型的一致性,避免了对设计人员经验的依赖。 展开更多
关键词 系统可靠性 基于模型的设计 架构分析设计语言(AADL) 随机petri网(spn) 飞行控制系统
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Using Stochastic Colored Petri nets for Designing Multi-Purpose Plants 被引量:2
6
作者 Hasan Hosseini-Nasab Ali Sadri 《Engineering(科研)》 2012年第10期655-661,共7页
Designing of a multi-purpose plant as one of the well-known manufacturing systems is more challenging than other manufacturing systems. This paper applies a stochastic colored Petri net (CPN) to design and analyze mul... Designing of a multi-purpose plant as one of the well-known manufacturing systems is more challenging than other manufacturing systems. This paper applies a stochastic colored Petri net (CPN) to design and analyze multi-purpose plants. A simple approach is proposed to determine the utilization of shared resources and to reduce the equipment’s idle times. Three scenarios are presented to describe the proposed model. Generally, according to desire of a decision maker, different scenarios can be considered in the model to achieve to the expected design or plant configuration. The main characteristics of the proposed model are flexibility, the easiness of practical application and the simulation of the model in an easy way. 展开更多
关键词 MULTI-PURPOSE Plant stochastic COLORED petri Net Simulation
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基于petri网的森林火灾应急救援流程网络模型及时效研究
7
作者 徐毓蔓 张以晨 +1 位作者 张继权 丁立全 《灾害学》 CSCD 北大核心 2024年第2期42-47,共6页
为了对森林火灾的应急救援流程进行优化,以提升应急救援效率,依据森林火灾应急救援预案、有关规定与实际救援案例,从信息传递的角度对森林火灾应急救援流程进行了直观描述。基于petri网相关理论,运用PIPEv5.2.0,构建了森林火灾应急救援... 为了对森林火灾的应急救援流程进行优化,以提升应急救援效率,依据森林火灾应急救援预案、有关规定与实际救援案例,从信息传递的角度对森林火灾应急救援流程进行了直观描述。基于petri网相关理论,运用PIPEv5.2.0,构建了森林火灾应急救援随机petri网模型与其同构马尔可夫链,在模型有界、活性、安全且可达的基础上,通过确定模型的库所繁忙率、变迁利用率、平均延迟时间,得到如下结果:①森林火灾应急救援活动早期的灾情信息多且复杂,随着森林火灾的发展呈现动态变化,火灾发生后如何高效地获取过火面积、火线长度、风向、风力、植被载量以及地形等关键信息是优化的重点。②避免信息堆积,基于火灾规模、强度、形式、火头方向等重要任务信息变量,实现实时快速决策、动态处置,是保证森林火灾应急救援活动的时效性的关键。 展开更多
关键词 森林火灾救援 随机petri网模型 时效分析
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Modeling of Testability Requirement Based on Generalized Stochastic Petri Nets 被引量:8
8
作者 苏永定 邱静 +1 位作者 刘冠军 钱彦岭 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS 2009年第1期60-64,共5页
Testability design is an effective way to realize the fault detection and isolation.Its important step is to determine testability figures of merits(TFOM).Firstly,some influence factors for TFOMs are analyzed,such as ... Testability design is an effective way to realize the fault detection and isolation.Its important step is to determine testability figures of merits(TFOM).Firstly,some influence factors for TFOMs are analyzed,such as the processes of system operation,maintenance and support,fault detection and isolation and so on.Secondly,a testability requirement analysis model is built based on generalized stochastic Petri net(GSPN).Then,the system's reachable states are analyzed based on the model,a Markov chain isomorphic with Petri net is constructed,a state transition matrix is created and the system's steady state probability is obtained.The relationship between the steady state availability and testability parameters can be revealed and reasoned.Finally,an example shows that the proposed method can determine TFOM,such as fault detection rate and fault isolation rate,effectively and reasonably. 展开更多
关键词 广义随机petri 测试要求 故障检测率 需求分析模型 模拟 状态转移矩阵 稳态概率 测试性设计
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Research on Production Process Control Method Combined Stochastic Process Algebra and Stochastic Petri Nets
9
作者 LIU Chang SHI Haibo (Shenyang Inst.of Automation,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第S2期428-434,共7页
A hierarchical closed-loop production control scheme integrating scheduling,control and performance evaluation is discussed.Firstly,the production process is divided into two main hierarchies:the lower level is the ph... A hierarchical closed-loop production control scheme integrating scheduling,control and performance evaluation is discussed.Firstly,the production process is divided into two main hierarchies:the lower level is the physical operation level and the upper one is the management level.Secondly,the schedule template for the management level and the activity template for the physical operation level are constructed separately,the tasks in the schedule have the ability to make partial decisions,and the per- formance parameters are introduced into activity template.Thirdly,the two levels use different model representations:stochastic process algebra for the management level whose output is the control commands and stochastic Petri net for the physical operation lev- el which is the execution of the control commands.Then,the integration of the two levels is the control commands mapping into the lower physical operations and the responses feeding back to the upper decision-making that are defined by some transition functions. Under the proposed scheme,the production process control of a flexible assembly is exemplified.It is concluded that the process con- trol model has partial ability to make decision on-line for uncertain and dynamic environments and facilitates reasoning about the be- haviors of the process control,and performance evaluation can be done online for real-time scheduling to ensure the global optimiza- tion. 展开更多
关键词 production PROCESS CONTROL stochastic PROCESS ALGEBRA stochastic petri net HIERARCHICAL CONTROL
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基于随机颜色Petri网的食物网能量流动建模与分析
10
作者 管梦真 刘伟 李清 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第2期25-32,共8页
为更好地描述能量流动问题,对生物变化做出及时的预测。以食物网中能量流动为例,提出一种随机颜色Petri网模型及可达性分析方法。在颜色Petri网的基础之上针对token引入随机函数和约束函数等属性用来描述token的传递特性;基于随机颜色Pe... 为更好地描述能量流动问题,对生物变化做出及时的预测。以食物网中能量流动为例,提出一种随机颜色Petri网模型及可达性分析方法。在颜色Petri网的基础之上针对token引入随机函数和约束函数等属性用来描述token的传递特性;基于随机颜色Petri网提出可达图构造算法和随机概率矩阵;将随机颜色Petri网应用到食物网的能量流动过程中,对能量流动过程进行分析并对传递的物质进行分类,验证该模型的有效性。 展开更多
关键词 随机颜色petri 随机函数 能量流动 约束函数 可达图
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Generalized stochastic Petri nets based models for performance analysis of communication networks of IEC61850 system
11
作者 常弘 《Journal of Chongqing University》 CAS 2006年第4期205-211,共7页
In this paper, data streams are classified into four types conforming to a standardized infrastructure of communication networks for a substation automation system (SAS) based on IEC61850 system. The data exchanged ... In this paper, data streams are classified into four types conforming to a standardized infrastructure of communication networks for a substation automation system (SAS) based on IEC61850 system. The data exchanged on the net are demonstrated to be stochastic according to investigation on the Ethemet communication principles. Four generalized stochastic Petri nets (GSPN) based models for performance analysis of communication networks of IEC61850 system are developed based on the three-level structure of SAS, different time requirements of the four data streams and different networks topology for different voltage level. The GSPN-based model associated with immediate and exponential transitions is proven to be theoretically isomorphic with Markov chain; hence we apply the mathematic methods of performance evaluation contained in Markov chain to the GSPN models proposed. The computer simulation of the model including only sample value data streams shows that it can meet performance evaluation needs of communication networks of IEC61850 system. Further researches should be focused on the pe^ormance of the other three models to explain clear how those different data streams are interrelated to and interact on each other. 展开更多
关键词 IEC61850 ETHEMET generalized stochastic petri nets model
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基于广义随机Petri网的装备战场抢修建模与分析
12
作者 邱雄飞 张桦 +1 位作者 赵润泽 黄增端 《现代防御技术》 北大核心 2024年第4期130-136,共7页
装备战场抢修是装备保障工作的重要内容,传统的装备战场抢修已经不满足现代条件下作战需要。为提高信息化条件下装备战场抢修的决策科学性和决策效率,运用广义随机Petri网对装备战场抢修过程进行建模分析,通过不变量判断模型的有效性,... 装备战场抢修是装备保障工作的重要内容,传统的装备战场抢修已经不满足现代条件下作战需要。为提高信息化条件下装备战场抢修的决策科学性和决策效率,运用广义随机Petri网对装备战场抢修过程进行建模分析,通过不变量判断模型的有效性,并根据广义随机Petri网和马尔可夫链同构特性求解模型主要性能指标。最后通过实例分析说明,该方法可以有效求解装备战场抢修的主要性能指标,验证了模型的有效性和合理性,同时也为装备战场抢修决策提供了一定的参考依据。 展开更多
关键词 装备保障 战场抢修 广义随机petri网(Gspn) 马尔可夫链(MC) 建模与分析
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基于随机Petri网的铁路货运整车卸车流程优化
13
作者 张云逸 刘文歌 +3 位作者 张智海 石可 胡晓骞 喜照轩 《物流技术》 2024年第1期120-129,共10页
基于随机Petri网对铁路货运整车卸车流程进行建模,采用马尔科夫方法分析系统性能。在此基础上对现行铁路货运整车卸车流程进行诊断,得出既有铁路货运整车卸车流程存在着作业流程繁琐、智能化水平低、信息传递不畅、作业标准有待加强等问... 基于随机Petri网对铁路货运整车卸车流程进行建模,采用马尔科夫方法分析系统性能。在此基础上对现行铁路货运整车卸车流程进行诊断,得出既有铁路货运整车卸车流程存在着作业流程繁琐、智能化水平低、信息传递不畅、作业标准有待加强等问题;在此基础上,基于“提质增效”与“协调有序”两大优化准则对铁路货运整车卸车流程进行优化分析,结果表明:优化后整车卸车随机Petri网系统的响应时间以及吞吐能力均有所提高,系统的平均延时由优化前的414.92min变化为优化后的378.83min,缩短了36.09min,降低8.70%,卸车流程优化措施是有效的,优化后节点的吞吐与响应能力增强,卸车流程效率得到了大大提升。本研究旨在提高铁路货物运输组织效率,为持续深入的铁路货运改革提供参考。 展开更多
关键词 铁路货运 随机petri 整车运输 卸车流程 流程优化
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基于Petri网的危险货物道路运输应急协同处置流程建模
14
作者 李虹 熊琴 谷慎昌 《时代汽车》 2024年第9期190-192,共3页
为有效提高危险货物道路运输突发事件应急处置效率,基于随机Petri网构建了危险货物道路运输应急协同处置流程模型;通过同构马尔可夫链分析该流程模型的时间等性能,以各标识稳定概率的累计变化值为切入点,确定应急处置流程中的关键环节,... 为有效提高危险货物道路运输突发事件应急处置效率,基于随机Petri网构建了危险货物道路运输应急协同处置流程模型;通过同构马尔可夫链分析该流程模型的时间等性能,以各标识稳定概率的累计变化值为切入点,确定应急处置流程中的关键环节,并通过边际效益优化实施速率。研究结果表明,构建的危险货物道路运输应急协同处置流程模型能量化确定应急处置的关键点,可有效提高多主体应急联动处置效率。 展开更多
关键词 危险货物运输 应急协同处置 流程建模 随机petri
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基于随机Petri网的SPN^2软件建模方法研究 被引量:2
15
作者 陈永 胡晓辉 党建武 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第17期283-285,共3页
随机Petri网(SPN)在进行系统性能分析时,其状态空间随着系统规模的增大而呈指数性增长,造成系统建模复杂。针对该问题,结合面向对象Petri网理论(OOPN)提出一种SPN2方法,与传统SPN方法相比,SPN2方法可进行分层及面向对象网中网建模,并应... 随机Petri网(SPN)在进行系统性能分析时,其状态空间随着系统规模的增大而呈指数性增长,造成系统建模复杂。针对该问题,结合面向对象Petri网理论(OOPN)提出一种SPN2方法,与传统SPN方法相比,SPN2方法可进行分层及面向对象网中网建模,并应用该方法仿真高速列车在移动闭塞区间条件下GSM-R铁路无线通信系统的可靠性。 展开更多
关键词 铁路移动通信系统 随机petri 随机petri网中网 仿真
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广义随机Petri网(GSPN)的一种可达集生成算法 被引量:1
16
作者 张岚 李人厚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第3期63-72,共10页
广义随机Pctri网(GSPN)在离散事件系统的性能分析中得到广泛的应用。本文提供了用计算机自动进行GSPN可达性分析的算法,该算法可处理含禁止线,k有界的情况,也同时适用于PN、SPN模型,并给出几个应用本算法的例子。
关键词 Gspn 可达集 PN 可达性 计算机
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基于随机Petri网的多式联运系统致脆因素影响机理研究 被引量:2
17
作者 马飞 刘彪意 +2 位作者 任玮 汪倩倩 刘擎 《铁道运输与经济》 北大核心 2023年第8期113-120,168,共9页
多式联运系统运行过程复杂,其运行效能易受多重致脆因素的影响。在分析多式联运系统特征的基础上,提炼其关键致脆因素,并构建多式联运系统致脆因素影响机理的概念模型。通过构建基于概念模型的随机Petri网模型及其同构的马尔可夫链,并... 多式联运系统运行过程复杂,其运行效能易受多重致脆因素的影响。在分析多式联运系统特征的基础上,提炼其关键致脆因素,并构建多式联运系统致脆因素影响机理的概念模型。通过构建基于概念模型的随机Petri网模型及其同构的马尔可夫链,并引入随机时间变量,刻画不同致脆因素影响下的多式联运系统动态演化过程。最后,以我国南方某生鲜农产品公司的“公-铁-水”冷链物流多式联运项目为例,通过情景仿真,分析不同致脆因素对该项目运作过程的影响。研究发现:征信调查利弊并存,应合理控制其深度与广度;其次应充分考虑货物的实际需求而非仅仅坚持经营人偏好,制定完善的预防措施和政策激励是保障多式联运高效运行的基本要求。 展开更多
关键词 多式联运 脆弱性 随机petri 马尔可夫链 情景仿真
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基于SPN-MC模型的城市地铁洪涝灾害应急响应流程效能分析 被引量:1
18
作者 张蕾 吕伟 雷鹏 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期20-25,共6页
为进一步提升城市地铁应急响应能力,对洪涝灾害下地铁应急响应流程进行分析,并运用随机Petri网进行模拟,构建地铁洪涝灾害应急响应流程SPN-MC模型,以实际案例为基础,构建4个响应级别的地铁突发事件情景,对各执行主体以及响应环节的效率... 为进一步提升城市地铁应急响应能力,对洪涝灾害下地铁应急响应流程进行分析,并运用随机Petri网进行模拟,构建地铁洪涝灾害应急响应流程SPN-MC模型,以实际案例为基础,构建4个响应级别的地铁突发事件情景,对各执行主体以及响应环节的效率进行分析。研究结果表明:地铁总体应急响应效率较高,区公安分局等相关部门和现场应急救援指挥部参与应急响应任务最多,并且随着响应级别的提升,应急处置时间延长。 展开更多
关键词 地铁应急响应 随机petri网(spn) 马尔可夫链(MC) 流程模拟
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随机Petri网在煤矿水害处理流程中的应用研究
19
作者 孙霞 缪玉婷 张洁 《煤矿机械》 2023年第11期183-185,共3页
水害作为煤矿开采中的主要灾害之一,直接影响井下生产安全。为保障工作人员的生命安全,确保矿井生产的稳定性,提出了用随机Petri网对煤矿水害处理流程进行建模的方法,根据模型的可达标识图同构的马尔科夫链来对库所繁忙率和变迁利用率2... 水害作为煤矿开采中的主要灾害之一,直接影响井下生产安全。为保障工作人员的生命安全,确保矿井生产的稳定性,提出了用随机Petri网对煤矿水害处理流程进行建模的方法,根据模型的可达标识图同构的马尔科夫链来对库所繁忙率和变迁利用率2个性能指标进行计算分析,为日后对疑似水害的处理流程进行优化提供了新思路。 展开更多
关键词 水害 随机petri 处理流程 可达标识图 马尔科夫链
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基于DSPN的5G工业控制系统业务可用性分析 被引量:3
20
作者 杨启航 易志为 黄宁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期2634-2642,共9页
5G工业控制系统规模化应用的关键是保障其高可用性。若通过试验评估,其成本高昂且困难诸多。而已有的可用性建模方法很少考虑到5G对可用性的影响。对此,以一个实际的5G转钢系统为例,采用确定性随机Petri网(deterministic stochastic Pet... 5G工业控制系统规模化应用的关键是保障其高可用性。若通过试验评估,其成本高昂且困难诸多。而已有的可用性建模方法很少考虑到5G对可用性的影响。对此,以一个实际的5G转钢系统为例,采用确定性随机Petri网(deterministic stochastic Petri net,DSPN)从业务流程的角度对5G技术改造后的工控系统的动态故障和维修过程进行形式化建模,评估不同的失效模式对系统业务可用性的影响。在案例中分析了5G工业控制系统中不同参数对系统业务可用性造成的影响,发现无线链路平均故障间隔时间(mean time between failures,MTBF)对系统业务可用性影响最大。实验结果表明,所提方法可用于评估5G工业控制系统的业务可用性,为系统设计人员提供参考。 展开更多
关键词 业务可用性 5G 转钢业务 确定性随机petri
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