带抑制弧的时延着色Petri网模型检测技术

带抑制弧的时延着色Petri网(Timed Colored Petri Nets with Inhibitor Arcs,TCPNIA)是一种描述实时嵌入式系统的模型。给出了从TCPNIA到时间自动机的结构化转换算法,以利用变迁冲突调解机制保证TCPNIA模型和转换后的时间自动机模型语义等价;并给出了语义等价的证明和算法复杂度分析。层次化方法被用来提高模型检测的时间与空间效率。通过实际案例展示了该技术的应用和可行性。

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NSGA-II的着色Petri网维修任务资源分配

针对民用飞机在设计维修任务过程模型时主要关注维修拆卸流程中的顺序问题,但是缺乏对维修资源分配问题的分析。提出了一种基于NSGA-II的着色Petri网维修资源分配方法,以提高民用飞机维修任务过程的维修效率并降低维修成本。该方法利用着色Petri网工具建立维修任务过程模型,实现对维修过程的可视化,使得维修任务设计人员分析整个维修过程,确定维修顺序与维修资源的从属关系。其次,建立了以最大化维修效率和最小化维修成本为多目标的优化模型,并运用NSGA-II算法对最优维修过程进行求解,实现维修任务的最优化维修资源分配。通过大气数据模块的维修任务拆卸实例,验证了本文方法的有效性,可避免资源重复分配,提高维修任务过程效率,降低维修成本。该方法在实际应用中具有较高的实用性和参考价值。

考虑行人影响的时延Petri网交叉口信号控制研究

论文基于时延Petri网(Timed Petri Net,TdPN)建立了一种考虑行人影响的可变相序信号控制模型,以有效缓解城市交叉口交通拥堵、车辆通行效率低下的问题。首先使用时延Petri网描述行人过街行为及其与车流冲突的过程,并对可变相序下车流受行人影响的配时进行决策,提出了一种滚动优化算法。该算法结合每个信号周期的车流与行人信息,按照先决策相序后决策配时的步骤对系统进行滚动优化,最终获得当前周期的最佳信号控制方案。通过将此模型与其他未虑行人影响的可变相序模型[12]和固定相序时延Petri网模型综合对比验证发现,该模型能有效缓解交通拥堵、提高交叉口的通行效率。

利用区间着色 Petri 网的 C^3I 系统时延分析

Ｃ３Ｉ系统是一个复杂的分布式离散事件动态系统，适合于用Ｐｅｔｒｉ网来描述其异步，并发行的，而且Ｃ３Ｉ系统是一个时间准则系统，文中提出的区间着色Ｐｅｔｒｉ网非常适合于分析其严格时限，并给出计算时延上（下）界的算法。

基于着色Petri网的地铁系统运营期应急管理流程建模与分析

为解决现有地铁应急预案中文本式管理流程难以直观展现各环节的联动性问题,以系统分析视角梳理我国地铁系统一般应急管理流程,基于着色Petri网理论构建地铁系统运营期应急流程模型;运用CPN Tools软件构建应急流程的CPN模型,验证模型的可行性;以可达树算法同构的马尔科夫链计算地铁系统着色Petri网模型的性能指标,识别流程的关键节点,并以实际算例数据为基础进行仿真分析。研究结果表明:构建的模型具有有界性和活性;该地铁系统运营期应急流程的关键节点为“接警”、“判断突发事件级别”及“判断事态控制情况”,研究结果可为应急管理流程优化提供借鉴。

基于分层着色Petri网的增强现实装配系统建模

为弥补场景图在增强现实装配应用中的不足,提出一种将层次着色Petri网与图灵机模型结合的方法,建立了增强现实装配环境系统模型。该模型借鉴图灵机的思想,以虚拟手的手势代号及位姿矩阵作为输入,输出具体操作事件更新场景图,记录系统的当前内部状态并根据用户输入给出下一步的操作响应。相对于单一的碰撞检测方法,该方法能更好地满足增强现实装配系统的动态实时响应等性能要求。开发建立了该模型的原型系统,并通过网络状态生成图分析验证了模型实时响应的能力。

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。

基于着色Petri网的复杂产品开发多项目调度建模研究

建立多项目调度模型已经成为复杂产品开发多项目计划和控制的基础。分析了复杂产品开发多项目调度的特点,指出目前已经提出的多项目调度建模方法不能全面的体现和描述上述特点,提出了用着色Petri网建立多项目调度模型的具体思路和方法,即在着色Petri网颜色定义的基础上,利用着色网的颜色、层次等特点描述多项目调度的相似性、开放性和层次性,利用着色网的守卫函数、弧函数和双向弧等方法描述多项目调度的冲突性、技术关联性和迭代性,文章简要阐述了模型实例和分析方法,最后给出结论和下一步工作。

用着色Petri网建模工作流模式

工作流模式指在工作流过程模型中反复出现的过程基本构造,是衡量工作流建模语言在控制流方面的表达能力和适用性的重要标准,目前市场上的工作流引擎对其支持得并不好。本文重点阐述了基于着色Petri网的工作流建模语言对当前流行的20种工作流模式的支持情况。结果表明,该语言不仅能很好地支持全部模式,而且具有建模简洁、准确的特点。同其它建模语言相比,用着色Petri网建模工作流模式具有较好的灵活性和扩展性。它也为如何使基于着色Petri网的工作流引擎能够正确、有效地支持全部20种工作流模式提供了有意义的指导。

模糊着色Petri网及其在工作流建模中的应用

Petri网是当前工作流建模中广泛采用的工具之一 .针对工作流过程定义中模糊信息的描述和处理问题 ,提出模糊着色 Petri网的描述方法 ,并给出基于模糊着色 Petri网的推理过程 .最后给出一个简单业务流程的基于模糊着色 Petri网的工作流模型 。

着色Petri网及其在系统建模与仿真中的应用

在众多的系统建模方法和语言中，用着色Ｐｅｔｒｉ网（ Ｃｏｌｏｒｅｄ Ｐｅｔｒｉ Ｎｅｔ，简写ＣＰＮ）建立的模型是可执行的，更有利于动态仿真，非常适合建模具有同步、并发、资源共享的大系统．文章介绍了ＣＰＮ的基本概念及建模特性，阐明了ＣＰＮ的实用价值及应用发展前景，并对一个罕事系统一一空对空导弹攻击系统进行ＣＰＮ的图形形式的建模分析，并用Ｄｅｓｉｇｎ／ＣＰＮ进行仿真验证．

基于分层着色Petri网的装备战场抢修系统建模

讨论了一种基于分层着色Petri网理论建立装备战场抢修系统模型的方法。这种方法是通过引入复杂库所和Petri子网来对原有的装备战场抢修系统模型进行改造,克服了以往用普通Petri网建模的不足之处,使模型变得直观、简单,并有利于模型分析和仿真实现。

基于时延Petri网模型的机器人装配任务规划

采用时延Petri网针对有代表性的柔性装配单元进行建模 ,柔性装配单元包括装配机器人、拧螺钉机器人、变位器和加工中心等自动装配和制造中的常用设备 ,具有较大的通用性。推导了顺序作业和并行作业的时间消耗计算方法 ,针对具体任务提出了任务规划的时间优化算法 ,通过仿真和试验两种方法对最优规划序列进行了验证。该项研究可在作业时间要求严格的场合产生优化的装配任务序列 。

基于着色Petri网理论的通信装备维修系统建模

讨论了一种基于着色Petri网理论建立通信装备第二级维修子系统模型的方法。该方法通过运用着色Petri网理论的优势对原有的通信装备第二级维修子系统模型进行改造,克服了以往用普通Petri网建模的不足,细化了其系统模型的中间操作过程,有利于模型分析和仿真实现。

基于着色解释Petri网的网络协议建模及协同仿真方法

为解决协议工程中协议形式化验证和仿真断裂的问题,结合着色Petri网和解释Petri网,构造出一种可建模复杂离散事件系统的着色解释Petri网。借助观察者模式,依据着色解释Petri网的特点,提出了一种具有通用性的与协议仿真工具协同工作的方法。作为对该方法的示例,采用着色解释Petri网对避免冲突的多路访问协议进行建模。在保证与OPNET仿真模型一致的基础上,通过着色解释Petri网与OPNET的协同仿真,改良了避免冲突的多路访问的功率控制算法。基于着色解释Petri网的协同仿真,第一次紧密连接了Petri网和通用协议仿真工具,对协议工程将起到重要作用。

一种随机着色Petri网及模型的性能分析

针对随机Petri网(SPN)在系统性能分析时,其状态空间随着系统规模增大而指数性增长,造成求解稳定状态概率的复杂性的不足,提出了一种随机着色Petri网(SCPN)。分析了它的有界性和可达性,证明了它同构于一个一维连续时间的马尔可夫链;同时,也分析了随机着色Petri网用于建模和系统性能定量分析的方法。

基于面向Agent的赋时着色Petri网的可重构装配线建模

针对可重构装配线建模问题,提出了面向Agent的赋时着色Petri网的可重构装配线建模方法。在对装配资源进行分类的基础上,将装配资源Agent内部行为进行封装,建立了装配资源Agent的面向Agent的赋时着色Petri网模型,并通过过渡变迁合成可重构装配单元面向Agent的赋时着色Petri网模型。根据每个可重构装配单元之间的逻辑关系,确定整个系统的消息传递关系。在此基础上,实现了装配线快速重构,通过引入相应的多Agent交互协议模型来解决模型中存在的死锁和冲突。最后通过实例分析说明了该建模方法的有效性。

基于着色Petri网的工作流建模和合理性分析

针对工作流模型表达能力较差,以及合理性不容易验证的问题,将工作流管理联盟定义的工作流模型映射为工作流网络。通过应用统一的资源管理器和引入着色Petri网,得到着色工作流网模型,这种模型更简单、更容易计算机化。在定义并证明两种不会破坏原工作流网络结构特性和系统行为的调整映射的基础上,将该工作流网络调整为完全的扩展自由选择网,使所有工作流模型的合理性问题都可以在多项式时间里得到解决。

基于扩展着色Petri网的Web服务本体描述语言过程语义分析方法

针对目前Web服务本体描述语言过程语义研究中存在的问题,提出了一种基于扩展的着色Petri网的过程模型网,对Web服务本体描述语言的过程语义进行转化与分析。结合Web服务本体描述语言过程模型元素的特点,过程模型网扩展了基本着色Petri网的变迁和触发规则,使Web服务本体描述语言的原子过程、组合过程和数据流等核心元素能够等价映射到过程模型网。将过程模型网的可靠性分析问题分解为冲突消解和过程模型网剥离网可靠性问题,并采用传统Petri网分析工具(可覆盖性树)和原理,分析剥离网的可靠性,从而实现Web服务本体描述语言过程语义一致性分析,为Web服务本体描述语言本体演化、语义Web服务组合和验证提供了合理的理论基础。