动态模糊Petri网模型及其应用研究

以模糊 Petri网的基本定义、动态模糊集和动态模糊逻辑为基础 ,讨论了动态模糊 Petri网的基本模型 .建立了动态模糊 Petri网与模糊 Petri网之间的映射关系和转移算法 ,解决了与动态模糊知识的动态模糊 Petri网表示相关的几个问题 .最后给出了动态模糊 Petri网中动态模糊性的计算方法和相应的推理方法 .

基于模糊Petri网的引航员作业舒适度评价

为提高引航员的作业舒适度,提出一种基于模糊Petri网(FPN)的模糊推理算法(FRA)下的组合评价方法。首先,针对作业舒适度影响因子的不确定性信息,建立多因素耦合的FPN拓扑结构;然后,采用博弈论组合赋权法确定最优组合权重,提出融合层间相关性判断临界重要性、层次分析法和FRA,建立基于主客观权重的FRA,通过迭代求解库所可信度和状态矩阵;最后,结合上海港船舶引航的场景数据,基于FPN的FRA应用,评价引航员作业舒适度。结果表明:环境与引航设备是影响其作业舒适度的关键因素,冬季和夏季的引航作业舒适度评价等级对应“较不舒适”,其中,5月份为“较舒适”。所提方法充分体现系统舒适度影响因素的耦合特性。

一种分层模糊Petri网风险评估方法

针对传统模糊Petri网在对不确定环境下的专家系统的知识表示与推理时无法兼顾不确定知识的模糊性与随机性、在复杂的故障情况下故障的因果关系表达不清晰、定量推理计算时缺乏层次性、不能局部求解的问题,构建一种基于云模型的分层模糊Petri网以加强模糊Petri网的知识表示能力和提高推理过程的计算效率。利用专家知识和Petri网层次分解原则将系统故障模式和故障原因之间的因果关系进行建模,使故障建模更具结构性,计算更加灵活;应用云模型处理知识的模糊性和不确定性;通过合理考虑局部权重和全局权重,结合Petri网层次分解原则和云聚合算子给出相应的推理算法。实例验证表明,所提方法能够有效对系统进行风险评估,且在知识表示和推理方面优于其他方法。

基于毕达哥拉斯模糊概率Petri网的FPSO单点关键部件风险评估

为准确对FPSO单点系泊系统关键部件进行风险评估,通过产生式规则建立概率Petri网络模型,基于德尔菲法的结构熵权法确定专家权重,并引入毕达哥拉斯模糊集理论收集、聚合专家意见得到基本事件的模糊可能性得分和模糊失效概率,利用概率推理算法迭代出最终的失效概率,并进行基本事件重要度分析。实例分析结果表明,引起单点系泊系统发生失效的主要因素有电滑环电刷磨损、电滑环负载电流较高、液滑环结构物晃动冲击、液滑环润滑不充分、电滑环电压过高击穿等。针对主要风险因素提出预防和控制措施,能够保障系统安全正常地运转。

基于改进动态自适应模糊Petri网与BP算法的电网故障诊断

为减小电网故障诊断过程中人为主观因素造成的误差,提高模糊Petri网模型的容错性和准确性,提出基于改进动态自适应模糊Petri网与BP算法的电网故障诊断方法。首先,在动态自适应模糊Petri网中引入补充弧元组,并利用动态自适应模糊Petri网能动态适应专家系统中模糊知识更新的特性,构建电网故障诊断的通用Petri网模型;其次,利用神经网络中的BP算法对模型中的参数进行训练;最后,分析该故障诊断方法的适应性与容错性。对某8节点测试系统和吉林四平实际电网的仿真结果表明:该算法充分利用了Petri网的并行处理能力,推理简单且思路清晰,在信息不完备的情况下能给出较准确的诊断结果,具有较好的容错性。

基于动态变权模糊Petri网的地铁火灾风险评估

为了实现对地铁火灾风险的准确评估,引入模糊Petri网建立基于模糊产生式规则的地铁火灾风险评估模型。通过发掘火灾演变的内在机理,将其划分为火情发生、火情识别、火情控制、火灾形成4个阶段,并给出了不同阶段推动火灾发展进程的关键要素。利用模糊Petri网模型图形化展示火灾发展的连锁反应过程。针对传统赋权方法造成权重与要素自身状态相脱节的弊端,采用动态赋权理念构造动态变权模糊Petri网模型,真实反映不同要素对火灾发展的贡献程度。以成都市某地铁站为例,在专家打分法评估致因要素安全状态的基础上,利用矩阵算法进行推理,得出风险等级为可接受,表明该方法可以为地铁火灾风险管理提供决策支持。

基于模糊Petri网的动态知识表示与推理方法

针对专家系统知识库中的知识具有模糊特性以及知识库需要频繁更新的特点,设计了一种基于模糊Petri网的动态知识表示与推理方法。该方法利用实际环境中的数据,通过学习来调整知识模型的权值、阈值和确信度等参数,从而实现知识库的动态实时更新。此方法同时结合了产生式知识表示方式和神经网络知识表示方式的优点:知识模型结构清晰,参数意义明确;具有学习和并行推理能力。仿真实验结果表明,经过训练调整后的知识模型具有更高的准确度。

具有动态可靠性的模糊时间Petri网攻击模型

在利用Petri网方法研究网络攻击模型的过程中,引入攻击可靠性的概念,将网络攻击模型作为一个系统看待,以此系统为研究对象,不仅通过推理算法得到目标库所的真实度,并且对攻击路径和系统进行动态可靠性分析,从而提出一种新的攻击模型—动态可靠性模糊时间Petri网网络攻击模型(DRFTPN),并结合可靠性给出了相应的推理算法。这种模型将攻击过程描述为一个不可修复复杂系统,认为库所代表的攻击状态是随机失效的。为了计算复杂系统的可靠度,提出了一种近似求得系统可靠寿命的补偿性算法,并利用基于最小路集的方法求得DRFTPN模型的攻击路径。最后,运用MonteCarlo方法对DRFTPN模型进行仿真。

模糊空间Petri网的规则表示及动态推理

为便于表示模糊空间Petri网的状态变迁规则,根据空间关联影响区域分布现实特点,提出了空间模糊Petri网中的状态关联影响规则、变迁关联影响规则和多阈值激活规则。依据模糊产生式规则的特点,详细描述了10种具体的推理规则和表示组件,并以实例加以说明。在此基础上,结合模糊空间Petri网的特点提出了动态推理过程算法,可以实现各种空间状态规则因子的转化。动态推理的过程不仅可以获取某种"结果",而且可以挖掘基于空间位置关联的中间状态及引起中间状态变化的事件,可以有效地指导风险过程预测和控制。

基于模糊Petri网推理的半导体生产线动态调度研究

针对动态调度的特点，为了综合优化半导体生产线性能指标，尝试使用基于模糊Petri网推理的方法进行动态调度。首先分析了影响动态调度决策的生产线状态信息；然后建立了模糊Petri网形式化推理机，继而构建了面向半导体生产线的模糊Petri网推理模型；最后使用实际半导体生产线模型，将提出的方法与FIFO、EDD和CR策略进行了仿真比较。结果表明基于模糊Petri网推理的动态调度方法能够改善半导体生产线多种性能指标。

融合PSO-模糊Petri网的室内燃气泄漏风险研究

近年来室内燃气事故多发,而燃气用户风险意识淡薄、户内安全检查难度大。针对现行室内燃气安全管理技术多为静态主观评估的局限性,构建了基于模糊Petri网(Fuzzy Petri Net,FPN)的风险计算规则,提出了结合粒子群优化算法(Particles Swarm Optimization,PSO)和FPN的室内燃气泄漏动态风险评估模型。首先,应用Petri网的直观图像描述和异步并发处理能力建立室内燃气泄漏事故风险演化的拓扑结构模型,借助FPN的模糊推理能力处理风险传播的不确定性;然后,根据燃气运维数据,融合PSO动态更新初始参数,提高风险评估的准确性。结果表明,基于PSO-FPN的室内风险评估方法可弱化燃气公司安检人员分析的主观不确定性,更为准确地量化风险因子演化过程,实现室内燃气泄漏风险的动态分析,有效支持户内燃气泄漏风险管控。

基于Petri网的动态可重构离散事件系统重构方案设计

动态可重构离散事件系统(DRDES)是一种能够在运行过程中改变结构或参数的特殊离散事件系统(DES)。已知重构起始与目标状态,DRDES的一次完整系统级重构过程可以由一串包含一系列普通事件与重构事件的事件序列描述。不恰当的重构方案可能导致系统死锁甚至造成严重后果。因此,聚焦DRDES中的增加型重构事件类型,基于Petri网描述DRDES的动态行为,以有向弧为重构最小执行单元,形式化定义了DRDES最小执行成本重构方案设计问题,并提出了相应的重构方案自动求解算法。最后,将该方法应用于一个可重构制造系统的重构方案设计中,实验结果证明了本工作的有效性。

一类模糊Petri网的动态特性及应用

提出一类新的模糊Petri网,讨论了其可达性问题,其特点是一方面保持适度的不确定性,以便于分析,另一方面又可作为许多实际问题的模型。最后给出求解知识表示与推理的问题的例子.

基于模糊Petri网的安防系统脆弱性评估方法研究

安全防范系统脆弱性评估是识别系统防护漏洞,提升系统的防护能力的重要手段。近年来,基于模糊petri网的评估方法在安全领域得到了初步应用,使用该方法对安防系统脆弱性进行评估是一种新颖尝试。结合安防系统特点,对基于模糊petri网的评估方法进行改进,提出了一种引入区间值毕达哥拉斯模糊数和混合算子的模糊petri网安防系统脆弱性评估方法。通过算例展示了方法的评估应用,并进行了分析比较,结果表明结合区间值毕达哥拉斯模糊数的模糊petri网在保持推理有效性的同时允许反映主观评价的不确定性,使评估结果携带更多信息,为不确定环境下的安防系统评估提供有益的参考。

基于模糊Petri网的“网–源–储–车”动态阈值能量管理策略研究

轨道交通作为电力系统的主要用能对象之一,每年消耗大量电能用于电力机车牵引。因此,降低牵引能耗、提升供能系统的弹性与效能对促进碳达峰、碳中和具有重要的现实意义。轨道交通“网–源–储–车”协同供能系统在传统牵引供电架构的基础上引入了储能系统与新能源发电系统,然而,如何实现牵引负荷、储能系统及新能源发电系统的高效能源自洽,减少双向波动性与不确定性对能量管理系统的影响成为了新的难题。为实现以上目标,减轻牵引负荷对牵引网的功率冲击,延长储能系统的使用寿命,本文提出了一种基于模糊Petri网(fuzzy Petri nets,FPN)的“网–源–储–车”动态阈值能量管理策略。该策略在“网–源–储–车”基本功率分配框架的基础上,设定了多工况下牵引供电系统与储能系统、新能源发电系统的动态能量交互规则,可适用于不同架构的“网–源–储–车”协同供能体系;在此基础上,以电力机车功率与储能系统寿命作为模糊Petri网的输入参数,经过模糊化、Petri网推理、反模糊化等操作后实现对放电阈值的自适应动态调整。本文以某牵引变电所实测数据作为测试案例,仿真结果表明:相较于基于固定阈值的能量管理策略,基于模糊Petri网的动态阈值管理策略能够有效提升能量回馈效率与再生制动能量储存效率,同时,增加光伏发电系统的利用电度,降低电力机车经由接触网从电力系统取能的平均功率及储能系统的平均放电深度;对延长储能系统的预计寿命、提升协同供能系统的能量利用效率与运行经济性具有积极意义。

基于模糊Petri网和Genetic-PSO算法的动态不确定性知识表示方法

针对复杂系统中不确定性信息的演变特性,提出对其动态适应的基于模糊Petri网和遗传-粒子群(GPSO)算法的不确定性知识表示方法.在基于模糊Petri网的不确定性知识表示模型的基础上,对该模型进行精确数学表示,并采用GPSO实现对不确定性表征参数的动态求解和自学习.最后通过在运载火箭伺服机构故障诊断上的应用验证基于GPSO的自学习模糊Petri网的有效性.

基于模糊Petri网和马尔科夫链理论的水电厂设备故障应急响应模型

为保证水电厂设备安全,避免因故障导致意外事故,基于模糊Petri网和马尔科夫链理论设计水电厂设备故障应急响应模型。确定加权因子命题阈值,结合传感器收集的初始信号,在滤波器的作用下还原信号特征,基于模糊Petri网提取水电厂设备故障特征。设计故障分类器,建立概率转移矩阵,设置概率转移矩阵的条件,面对动态解码,给定模型参数,计算马尔可夫模型下的连续变量密度函数,修正比例因子的状态系数,得到设备故障分类结果。建立设备故障应急响应模型,输出设备故障状态下的应急响应结果。实验结果显示,该模型在四种故障类型中的分类精度分别为98.8%、98.6%、98.7%、98.8%,可见该模型分类精度较好。

基于改进模糊有色Petri网的综合能源系统能耗动态过程模型及应用

针对综合能源系统在供能过程中的能耗动态特点,通过改进的Petri网方法,根据特定的建模规则,建立了一种基于改进模糊有色Petri网的综合能源系统能耗动态过程模型,并在Stateflow平台上利用实际算例进行了仿真分析。结果表明,所建模型合理、有效,有一定的分析计算特性和图形化表现能力,为进一步对系统需求侧规划和多能设备的合理匹配提供了理论基础和技术支持。

基于多源信息的延时约束加权模糊Petri网故障诊断模型

提出一种基于电气量判据、保护判据和断路器判据,并能够计及这3类判据时序属性的多源信息延时约束加权模糊Petri网故障诊断模型。首先,分析故障前后的电力网络拓扑以确定可疑故障元件。之后,采用反向推理寻径法识别故障元件动作可能路径,并在此基础上构造加权模糊Petri网故障诊断模型来确定故障元件;该模型能够计及故障电气量及其时序属性、元件故障和保护动作之间、保护动作和断路器跳闸之间的延时约束以及保护和断路器动作不确定性,且诊断推理全程采用矩阵运算来实现。在上述基础上,采用逆向推理判断警报信息的完整性和正确性,识别出误动或拒动的保护与断路器。最后,用IEEE 39节点系统和贵州兴仁变电站实际故障案例对所构建的故障诊断模型的正确性和求解方法的有效性作了验证。

基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断

为了提高电力变压器故障诊断的正确率,提出了一种基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断方法。利用具有自学习、自适应能力的BP网络算法,在确定模糊Petri网的权值、阈值、可信度等网络参数初始值的前提下,实现模糊Petri网网络参数的优化。在模糊Petri网网络结构上,运用BP网络算法,对电力变压器DGA样本进行学习训练,使模糊Petri网网络参数逐步向真实值逼近。实例分析结果表明,该方法能够有效地诊断电力变压器中的单一故障和多重故障,提高故障诊断正确率,证明了方法的正确性和有效性。