基于扩展随机Petri网的可重组制造系统建模与分析方法

可重组制造系统(Reconfigurable manufacturing system,RMS)可根据市场变化进行组态调整和组元升级,系统的建模与分析方法必须能适应上述特点。提出基于扩展随机Petri网(Extended stochastic Petri nets,ESPN)的模块化建模方法,将RMS不同的加工资源对应于相应的ESPN基本模块,并通过过渡变迁合成ESPN模型,该模型能适应任意分布的制造系统,可更加精确地反映生产过程。在此基础上采用基于行为表达式的分析方法,得到系统性能指标,该分析方法可不必画出可达图而直接得到系统性能关系函数,使分析过程更加直观、简洁。可重组电动机生产线的实例证明了该建模与分析方法的有效性。

基于随机高级Petri网的航电系统可靠性分析

以随机高级Petri网为工具,对以“MIL-STD-1553B”数据传输总线为互联网络接口的某型航空电子综合化系统的可靠性进行了定量和定性的分析和研究,建立了系统的数学模型,从另一个角度对航空电子综合化系统的可靠性进行了分析和评价。事实证明,这种方法是有效的。

基于随机高级Petri网的主动自调度集群系统的性能分析

首先在体系结构上对主动自调度集群系统(ASACS)与传统Web集群服务器系统进行了比较;然后提出了主动自调度集群系统的随机高级Petri网(SHLPN)模型,并设计了模型的精化方案;接着为传统Web服务器集群系统中2种负载均衡调度策略和ASACS的主动自调度策略进行了建模;最后利用SPNP工具对服务器集群系统中的3种调度策略在吞吐量、响应时间及拒绝概率等性能上作了数值分析,发现采用主动自调度策略实现的集群系统能更好地满足QoS的要求。

基于随机高级Petri网改进型网格资源调度算法

网格环境下资源是分布的、异构的、动态的,因此对网格资源管理和调度是具有挑战性的问题.文章采用随机高级Petri网模型来描述网格资源调度问题,并在此基础上改进了Sufferage算法.考虑了网格调度执行前输入数据和执行结束后输出数据的存取和传输时间及调度的执行时间.还在追求任务最小完成时间的同时考虑了用户QoS要求.仿真试验结果表明,改进型算法能够大幅提升网格平台满足用户QoS要求的能力.

广域Web集群的随机高级Petri网模型及性能分析

广域Web服务器集群是由多个局域Web服务器集群在Internet上广域分布而形成的一种服务器体系结构,是目前解决Web系统超载和提供高性能服务器的一种有效手段。基于随机高级Petri网的性能建模与分析技术,提出了一种广域Web服务器集群的随机高级Petri网模型;对模型进行了精化设计以简化模型求解的复杂性;研究了广域Web服务器集群的多级负载均衡综合方案,包括广域集群级的集群站点选择算法、局域集群级的请求分配算法和服务器级的请求调度算法,这些算法可以一致地综合在随机高级Petri网模型中;并且利用随机高级Petri网的性能分析技术对负载均衡综合策略进行了性能分析与评价。

计算网格任务调度的随机高级Petri网模型与分析

针对一种包含全局调度器和本地调度器的分布式计算网格体系结构,建立了该系统的随机高级Petri网(SHLPN)模型,并进行了模型精化设计以降低模型求解的复杂性,使用基于SHLPN的性能分析技术,对一种基于优先级的任务调度综合控制策略进行了性能分析与评价,数值结果显示了基于SHLPN的建模和分析方法的有效性。

随机高级Petri网在异构系统中的应用

传统的随机高级Petri网 (Stochastichigh levelPetrinets,SHLPNs)通过将多个同构子系统压缩成一个子系统 ,并将具有相同标记分布的多个标识压缩成一个标识 (复合标识 ) ,从而有效地减小模型规模和状态空间 .但该方法仅适用于若干同构子系统组成的系统中 ,本文将这种方法扩展 ,通过引入非对称的变迁实施谓词和扩展的复合标识 ,精确地模型并分析异构系统 ,同时也保持了SHLPNs在化简模型和状态空间方面的优越性 .

业务过程的扩展广义随机Petri网模型

为建立能够描述外部环境、业务操作耗时服从一般分布的业务过程性能模型,引入扩展广义随机Petri网。用容纳有无穷多托肯的输入库所描述建模对象外部环境,用闸门变迁控制外部环境对建模对象的输入,为非立即变迁绑定一个任意分布时间延迟随机变量。最后给出一个建模实例。

基于随机高级Petri网模型的服务器均衡集群

在均衡集群中请求的分配和选择服务是影响服务器集群性能的关键。本文基于随机高级Petri网(SHLPN)模型提出了动态反馈请求负载分配算法和加权队列选择的综合均衡调度方案。根据集群中各服务器实体的实时负载状况动态分配请求并结合请求权值实施服务,提高了系统的负载均衡能力。

基于高级Petri网的RED改进算法研究

扩展Petri网对逻辑运算结果为互斥时的图形表示方法。建立基于高级Petri网的随机早期预测(RED)算法模型,通过分析该模型,从理论上证明了RED算法存在缺陷的主要原因是不同网络、不同链路的往返响应时间(RTT)差异大。由此改进RED的模型并提出相应的改进算法,定期监测各队列平均长度的变化率,当其值大于阈值时增加丢弃概率,提前通知源端降低发送速率,否则转发队列中的数据包,以此缩小不同网络、不同链路的RTT差异,达到避免网络拥塞的目的。用NS-2仿真平台进行仿真实验,结果表明改进模型及其算法能有效改善丢包率、端到端的延时等性能指标,验证了改进算法的有效性。

扩展Petri网在实时数据库并发控制中的应用

提出了初始化弧的概念,并将这一概念引入高级时间Petri网中,从而给出了扩展的高级时间Petri网(Extended High-Level Time Petri Nets-EHLTPN)。此外,在EHLTPN模型中,变迁所附加的常量时间区间扩展为变量时间区间。用EHLTPN对实时数据库系统的并发事务进行了建模,所建模型不仅可以描述并发事务在数据存取中所出现的各种现象,而且还可以实现2PL-LW协议所具有的可避免并发事务的无用重启、无用等待、无死锁的等功能。

基于高级petri网devicenet总线可靠性分析

以随机高级Petri网为工具,对devicenet总线主从结构的可靠性进行了定性和定量的分析和研究,建立了系统模型,从另一个角度对其可靠性进行了分析和评价。事实证明,这种方法是有效的。

Petri网在高可用集群性能分析中的建模

高可用集群在我国的许多重要部门起着重要的作用,目的在于提供高可靠的应用,因此其性能的评测也就愈发显得重要,传统的集群评测算法不能对其进行准确的描述。通过高级随机Petri网对一个两节点的高可用集群进行建模,并进行模型的化简分析,介绍如何利用高级随机Petri网对高可用系统进行分析。证明其在高可用系统分析中的可行性。

工作流扩展模型及其性能等价分析

针对现有工作流模型表达能力的不足,基于工作流控制模式的最新研究成果,通过扩充和调整得到8种工作流基本控制模式。基于8种工作流基本控制模式,对WFMC定义的4种工作流基本模型进行扩展,得到了合理的、满足封闭性要求的6种扩展工作流基本模型,丰富了工作流模型的表达能力。从统计学角度推导了基于随机Petri网的选择、容错和嵌套模型的性能等价计算公式,给出了一种定量分析工作流模型性能参数的通用方法。

基于OGSA的网格服务管理模型研究

网格服务管理是网格计算的核心问题。通过对于目前网格服务管理体系架构的三种模型进行分析和比较,基于开放式服务体系架构(OGSA),探讨了网格服务管理系统的功能需求,进而设计了一种层次化的网格服务管理模型HGSM,描述了模型的工作流程。将网格服务管理分为任务分解、静态调度和动态调度三种层次,讨论了HGSM的各个层次的相关功能模块,以有向无环图和高级随机Petri网分别对于任务分解和服务调度提出了相关算法,算法中的可实施谓词、随机开关、实施速率等描述可以直接在SPN求解软件的编程中实现,从而为构造一种层次化的网格服务管理模型提供一个可实现的有效途径。

一种基于QoS的网格服务调度模型

分析了开放网格体系结构(OGSA)的服务本质,论证了作为网格技术重要组成部分的网格服务调度服务对于服务质量(QoS)的需求,提出了一种基于QoS的网格调度随机高级Petri网模型,并对该模型进行了分解和精化,从而简化了模型的求解,以实现基于服务质量(QoS)的网格服务调度。

基于QoS的社区公共服务网格资源调度

社会资源的分布性、社区服务节点的动态性和社区服务的异构性,使得传统的基于Web的社区服务管理难以实现服务资源的全面共享.针对这些问题提出了基于开放网格服务结构(OGSA)的虚拟社区服务网格体系结构,并给出随机高级Petri网模型,以实现一个基于服务质量(QoS)的社区服务资源调度.

基于SHLPN的CAN总线网络可靠性研究

提出一种基于随机高级Petri网(Stochastic High-level Petri Net,SHLPN)的CAN总线网络可靠性建模与分析方法;深入分析CAN总线网络系统的基础上,将其等效为链路模块和子系统模块的串联结构系统,分别建立了链路模块和子系统模块的SHLPN模型,有效地模拟了CAN总线网络的动态行为;然后将链路模块和子系统模块的SHLPN模型转化为连续马尔科夫链(Continuous Time Markov Chain,CTMC)模型,分析得到了系统稳态可用度指标,验证了所提方法的有效性。

采用SHLPN分析特种车载总线网络可靠性

针对特种车载总线网络可靠性难以评估的问题,提出采用随机高级Petri网(Stochastic High-level Petri Net,SHLPN)分析特种车载总线网络可靠性。深入分析特种车载总线网络故障模式的基础上,将其等效为冗余总线控制器模块、远程终端模块和冗余链路模块的串联,分别建立各个模块的SHLPN模型,得到了各个模块的稳态可用度计算式,进而综合得到特种车载总线网络的稳态可用度计算式。最后,实例分析验证了所提方法的有效性。

基于ESHLEP-N印染生产线的仿真

印染生产线是一个复杂的流程制造系统,存在着生产瓶颈不易诊断、设备利用率低等问题。在分析印染生产线工艺流程特点的基础上,建立了基于扩展随机高级判断Petri网的印染生产线模型,并把此模型转化为可执行的规格说明工具ExSpect仿真模型,通过实例验证了模型的可操作性与有效性,分析了具有优化生产运行作用的生产性能。