基于层次时间Petri网的工作流模型可达性分析方法

为了有效管理工作流,需要对工作流模型进行合理性分析与验证。为此,提出了一种基于层次时间Petri网的工作流模型,给出了从时间Petri网工作流模型转化成基于层次时间Petri网工作流模型的规则及算法。证明了任何一个能够转化成基于层次时间Petri网的时间Petri网工作流模型在物理上都是可达的。在时间方面,提出了基于层次时间Petri网工作流模型的层次时间树算法,并给出了时间可达性的静态和动态分析与验证方法。通过实例验证了该方法在工作流模型的物理、时间静态和时间动态可达性分析中的有效性。

基于优先级时间Petri网的实时嵌入式多核系统分析

已有的基于点区间优先级时间Petri网分析实时嵌入式多核系统的工作,存在以下不足:(1)点区间优先级时间Petri网只考虑每个任务的执行时间是一个固定值的情况,而更多的实际应用中每个任务的执行时间是在一个区间范围内,因此不能模拟这些应用;(2)没有实现从任务依赖图到点区间优先级时间Petri网的自动转化,不便于工程设计人员使用;(3)没有考虑任务间互斥访问共享变量的情况.为此,定义了优先级时间Petri网(Pri-TPN)以弥补第1个不足;定义带有资源分配与优先级的任务依赖图(TDG-RAP)以弥补第3个不足;给出从TDG-RAP到Pri-TPN的转化规则与算法以弥补第2个不足,以及基于Pri-TPN分析任务最坏执行时间与系统死锁的算法;开发工具软件,方便工程设计人员使用.

基于标签时间Petri网最小初始状态的实时系统初始资源配置

针对实时系统完成特定任务序列的最少初始资源配置问题,本文研究了一种基于标签时间Petri网最小初始状态估计的解决方法.首先,对现有的标签Petri网的极小初始标识估计算法进行分析并提出改进方法,以适用于标签时间Petri网的极小初始标识的计算.其次,介绍一种基于路径(即变迁序列)的修正状态类图(MSCG).通过求解由路径MSCG的时间约束构建的线性规划问题,判定与极小初始状态相关的变迁序列是否与给定的时间标签序列一致.在此基础上,求出与时间标签序列相一致的极小初始状态集,并找出极小初始状态集中token总数最少的最小初始状态.最后,利用实例验证了所提方法的可行性和有效性.

基于层次时间着色Petri网的飞机总装生产线建模

为了实现飞机总装生产线精确建模和提高建模效率,提出层次时间着色Petri网(Hierachical Timed Color Petri Net,HTCPN)多层级理论模型,定义了HTCPN层次化建模方法。针对某飞机总装生产线站位划分的多层级、多粒度特点,利用CPN Tools工具对A1、A2和A3三种型号飞机总装配过程进行HTCPN建模,根据交货期前后设置优先级,并在每个站位的装配过程中嵌套质量检测模型。最后对模型进行10次仿真,统计平均作业时间分别为78.4、93.2、102.4 h,产品总收益率为82.7%。

面向多层次赋时Petri网的维修动作要素时间度量方法研究

针对装备研制阶段维修时间度量缺乏有效方法的问题,探讨了一种基于虚拟维修模型的维修动作要素(简称动素)时间度量方法,为后续深入开展基于多层次赋时Petri网(HTPN)的维修时间度量奠定基础。首先,在虚拟维修仿真的基础上,按照维修事件分层设计的方法,提出了"维修事件-维修活动-维修动素"的维修过程层次化分解结构。针对底层维修动素时间度量问题,提出了基于改进模特法的维修动素时间度量方法。然后,将维修动素流程数据映射至Petri网,构建了基于HTPN的维修过程模型。最后,通过实例对上述方法进行了应用分析。

带有时间戳的着色逻辑Petri网

针对扩展着色逻辑Petri网存在的表达能力弱以及适用范围窄的问题,提出了一个新的Petri网模型,即带有时间戳的着色逻辑Petri网。首先,将颜色进行实例化以及将变量用于构建有向边上的表达式使得模型能够传递复杂的数据流。其次,引入全局时间以及令牌的时间戳等概念为变迁使能规则增加时间上的约束,使得模型能够用于模拟实时系统。再次,定义库所约束函数并为变迁使能规则增加输出库所上的约束,使得模型能够适用于存储资源有限的场景。接着,提出基于逻辑变迁输入输出矩阵的匹配法,降低逻辑输入变迁的使能判定计算开销并简化逻辑输出变迁的使能判定计算过程。然后,重新定义适用于三类变迁的使能判定条件以及适用于三类库所的标记更新方法,解决原有模型语义在新模型中不适用的问题。最后,通过实例说明新的Petri网模型具有更强的表达能力和适用范围,它能够适用于传递复杂数据流、存储资源有限、实时的且包含批处理选择结构的系统。

基于时间Petri网的电-气综合能源系统薄弱环节辨识

为有效辨识电-气综合能源系统薄弱环节,防止级联性重大事故,提出一种基于时间Petri网的电-气综合能源系统薄弱环节辨识方法。利用Petri网对系统做抽象化建模,确定故障源的关联区域子系统,并构建基于级联故障路径的时间Petri网模型,描述电-气系统故障传播的动态特性和时序差异,将级联危害评价计算融入到Petri网的运行过程中,寻找引发级联失效的关键环节,以IEEE30节点和25节点天然气系统组成的电-气耦合系统仿真分析,验证所提方法的有效性。

基于层次逻辑博弈Petri网地铁应急管理系统建模与分析

为协调地铁应急管理系统中各方利益关系,提高应急管理效率,提出层次逻辑博弈Petri网.提出层次模型构建方法,引入替代变迁代替子网,在子网中定义相应入口库所和出口库所;提出替代变迁启用算法、新可达图生成算法和效用矩阵分析方法;基于层次逻辑博弈Petri网,构建地铁应急管理系统的整体博弈关系模型,以应急决策机构和公众博弈子网为例,分析混合策略博弈过程,验证模型的正确性和可行性.

层次扩展模糊时间Petri网及车站通过能力评定

为了有效地解决车站通过能力中各项时间指标问题, 基于扩展模糊时间Petri网提出了层次扩展模糊时间Petri网(Hierarchical Extended Fuzzy Timing Petri Net-HEFTPN)的概念.然后,以某一车站为例,进行具体建模,并采用仿真工具CPN Tools进行仿真分析,从而验证其有效性.HEFTPN具有灵活、直观、可扩展性好等优点,不但能够有效地解决车站通过能力评定问题,而且适用面广,能较好的应用于其它领域.

基于UML和Petri网的层次建模分析方法

提出一种新的UML和Petri网结合方式的建模分析方法。该方法采用从上到下的层次分析方法,用扩展的UML模型对系统组织结构和系统的静态特征进行描述,用扩展的Petri网模型描述和分析系统动态特性,通过转化规则将Petri网模型转化成相应的状态图和序列图,然后集成所有的UML模型,通过RationalRose等软件来实现代码。最后通过该方法,对一个FMS进行了建模分析。

基于模糊时间Petri网的电网故障诊断方法

故障元件判别作为电网故障应急处置的首要环节,是在线调控运行的重点工作之一。针对现有基于Petri网的电网故障诊断方法未充分利用时序信息或者时序推理过程复杂的问题,提出一种基于模糊时间Petri网的电网故障诊断方法。为Petri网中库所及变迁引入时间属性以表征电力系统告警信息的时序约束关系,定义了置信概率与时序约束的关联推理运算,并从模型结构出发建立了模糊时间Petri网的分层推理过程,能够同时推理得到元件故障的置信概率及其时间点约束。算例仿真表明,所提方法能够快速判定故障元件,诊断结果正确且合理,具有较强的容错性,且能对告警信息做出正确评价。

一种扩展了价格信息的时间Petri网

性能和成本分析是业务流程建模的主要目的,扩展了时间信息的Petri网能够有效地进行性能分析,但是对成本分析却无能为力.提出一种扩展了价格信息的时间Petri网——价格时间Petri网.首先为时间变迁扩展价格参数,并使用价格时间变迁系统给出价格时间Petri网的语义;然后提出计价状态类的概念,并证明为状态类扩展累积成本的合理性和完备性;进而给出一种算法来证明有界价格时间Petri网的最小成本可达问题是可判定的;最后给出一个应用例子并得出结论:为时间Petri网扩展价格信息并将其应用于业务流程管理领域是可行的.

一种基于时间Petri网的工作流模型

面向任务流和资源流并行的业务过程,讨论了一类如何通过资源流控制任务流的工作流建模问题.在时间Petri网的基础上提出了一种称作资源/任务网(R/T-net)的工作流概念模型,并给出了基于R/T-net的工作流建模过程.设置在任务模型中的资源依赖和资源期望可以有效地实现资源流对任务流的控制,而其中的资源点火规则和资源路由规则可以灵活地实现资源的协调、同步、分配和传递,因此,比仅用时间属性刻画任务转移的时间Petri网模型更符合诸如办公、制造、物流运输等业务过程.

有色—时间Petri网航班延误模型与波及分析

基于有色Petri网和时间Petri网理论,给出了单个机场起飞的多架飞机执行航班的有色Petri网模型,建立了多机场多航班有色—时间Petri网模型,提出了航班延误波及分析方法,用于判断当源机场发生航班延误时,从源机场起飞的各个飞机的下游机场是否出现航班延误,并分析和预测延误时间。仿真实验表明,松弛时间越大,越能够有效吸收延误波及;初始延误时间越长,波及下游机场个数越多。

基于时间Petri网的断路器虚拟装配系统研究

提出了一种基于时间Petri网模型的断路器自动化虚拟装配系统,采用时间约束的嵌套式Petri网模型对装配系统行为逻辑进行描述。将建立的Petri网模型中的库所、变迁与Unity 3D软件的虚拟场景中的实体对象相对应,采用时序驱动的方法在Unity 3D中对断路器自动化装配实体进行了虚拟重现。开发了基于C#函数库的虚拟装配系统数据交换引擎,可通过Wi-Fi、工业串口与外部实体实现数据交换。采用包围盒法对虚拟装配单元和零部件进行碰撞检测设计,进而实现了断路器自动化装配系统的虚拟现实仿真,并验证了该系统的可行性和有效性。

基于时间Petri网的工作流系统模型的线性推理

目前工作流理论的研究主要集中在工作流管理模型的结构及正确性分析 ,很少有人研究与时间有关的工作流模型的性质 ,特别是模型中的时序关系推理及性能计算问题 .本文重点研究了这方面的问题 ,用时间Petri网表示工作流模型并对基本工作流模型进行时序分析 ,给出线性时间推理的规则 ,运用这些规则 ,可对复杂的工作流模型进行逐步化简 。

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。

基于时间Petri网的装备体系可靠性建模与仿真

针对装备体系规模大、层次多、成员彼此分离、不断演化的特点,以及体系可靠性预计与分配困难的问题,在充分研究体系内涵的基础上,结合美国国防部体系结构框架(Department of Defense Architecture Frame-work,DoDAF)和流程分析研究方法,提出了一种基于时间Petri网流程分析的装备体系可靠性建模与分析方法,详细分析了体系结构和使用流程的建模过程,构建了装备体系的可靠性计算模型。以某机场航空保障体系为例,说明了基于流程的体系可靠性建模分析的详细过程,通过ExSpect(Executable Specification Tool)仿真软件,得出了装备体系流程的执行时间和可靠度仿真结果。

计及时间约束的改进模糊Petri网故障诊断模型

为充分利用故障事件记录的时间约束特性,进一步提高故障诊断的准确性与快速性,建立了一种计及时间约束的改进模糊Petri网故障诊断模型。首先,分析故障事件记录的一元、二元时间约束关系,研究不确定及缺失的报警信息对故障诊断的影响,利用虚拟有向弧及Petri网产生式规则,建立改进模糊Petri网模型;之后,通过正、反向时序推理分析,获得所有报警信息应该满足的时间区间,依据所建立的状态真值矩阵有效甄别出时序不一致的报警信息;在上述基础上,制定电网故障诊断的具体流程,提出继电保护装置动作行为辨识规则;最后,通过局部电力系统的多组算例仿真和实际系统故障案例测试,证明了所建模型能有效地诊断出电网故障,并具有较高的容错性。

基于时间Petri网的实时多任务调度方法研究

Petri网是一种模拟和分析的系统工具,能有效地描述并发与并行、同步与异步问题。对时间Petri网在水下航行器制导系统仿真多任务调度中的应用进行了探索和研究。首先介绍了时间Petri网的基本原理,并以水下航行器制导仿真系统为例,将水下航行器制导仿真多任务系统划分为自导子任务、控制子任务、程序弹道子任务、目标运动子任务和指挥导引子任务。在建立和分析时间Petri网模型的基础上,给出资源约束双处理器条件下的最佳调度方案。仿真结果表明,通过该方法完成的多任务调度,能使水下航行器制导仿真系统多任务协调地在双处理器计算机环境下运行,满足水下航行器制导仿真系统分析研究的需求。