基于时间扩展Petri网的实时嵌入式软件体系结构建模及可靠性评估

软件可靠性是软件质量评估最重要的指标之一,随着软件工程和组件重用技术的发展,近年来基于体系结构的软件可靠性评估已经成为工程研究的热点之一。为有效地提高软件可靠性,调研现有体系结构的可靠性评估模型,给出了现有体系结构模型的分类和模型代表,并分析了现有模型的不足。由于Petri具有良好的扩展性并且对异步和并行软件有良好的描述性,因此重点研究Petri网可靠性评估模型,通过划分时间变迁和瞬时变迁,并引入时间相关的可靠度,包括延时可靠度与时序可靠度,对Petri网进行了扩展,给出了时间扩展的Petri网进行体系结构建模方法。通过研究组件状态和系统可达状态的关系,创建可达状态转移矩阵,对系统进行可靠性评估。将所研究的方法应用于某航电嵌入式系统软件中,完成了体系结构建模及可靠性评估,并通过误差分析验证了该方法的有效性及准确性。

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.

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。

一种基于带标签时间约束Petri网扩展可达图的数据流通合规性检测

随着社会制度的不断完善和法律法规的不断健全,企业的经营管理流程面临越来越多的合规性检测要求。利用带标签的时间约束Petri网(LTCPN)模型描述数据流通过程中所遵循的法律法规及行业规则。为了支持更多维度的规则表达,首先需要基于LTCPN可达图构造扩展可达图GNR,然后根据含时间戳的事件日志自动生成实际数据流通模型GNP。通过检测GNP|=GNR是否成立来判断基于含时间戳的事件日志的数据流通过程是否符合LTCPN描述的规则规范。针对语义信息不明的流程模型合规性检测问题,利用图的点与边连接结构是否相同来检测事件语义无关的功能性属性是否合规。对于语义信息明确的流程模型,可以通过节点或边的语义信息有效减少检测过程中探索的状态空间数量,同时可以进一步丰富合规性检测的非功能性属性检测。通过实验验证了该方法在进行合规性检测方面的可行性。

扩展时间Petri网在仿真保护及自动装置动作逻辑中的应用

继电保护和自动装置仿真是实现调度员培训仿真(DTS)系统的重要环节。传统方法存在装 置动作过程描述困难、软件可重用性差、系统开发工作量大的问题。利用Petri网可进行离散事件 动态建模,但其在具体应用中的实现技术是一个难点。文中提出了一种基于扩展时间Petri网 (ETPN)的继电保护装置动作过程建模方法;在实现技术上,着重研究了ETPN的数据结构及主要 算法,给出了采用ETPN模拟保护及自动装置运行的主要过程。算例结果表明,ETPN是一种有 效的仿真装置动作逻辑描述方法。

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.

一种基于扩展时间Petri网的工作流时间性能评价方法

时间性能分析是工作流模型分析和评价的重要方面.首先介绍了业务过程的一般Petri网模型,然后建立了工作流网的扩展时间模型,在可达图的基础上提出了简单路径图和可变换子网的概念,利用保持网响应时间和分配概率不变的网变换方法对扩展时间工作流网进行化简,给出了找出可变换子网的算法和计算工作流模型时间性能指标的方法.

一种不确定时段的扩展时段时序逻辑:时间Petri网模型表示和线性推理

针对点 -时段时序逻辑的不足 ,提出了一种新的时段时序逻辑——扩展时段时序逻辑 ,对不确定时间段发生的事件具有较好的描述能力 .时间 Petri网模型表示的引入 ,增强了扩展时段时序逻辑的描述直观性及分析能力 ,为进行线性推理提供了有利的工具 .同时还提出了几种变迁间的实施推理规则 .运用这些规则可以简化复杂时序关系的 Petri网模型 ,并在线性时间复杂度内定量地得到各变迁间的时序逻辑关系 。

扩展有色、时间Petri网及其在FMS建模中的应用

提出一种改进的有色、时间Ｐｅｔｒｉ网——扩展有色、时间Ｐｅｔｒｉ网，有效解决了模型规模和信息显示容量之间的矛盾，图形简洁紧凑，内涵丰富。

基于扩展时间Petri网的软件潜在分析

针对SSA技术存在的缺陷,根据软件系统与Petri网的相似之处,提出了基于Petri网的SSA技术。首先概述了SSA技术的发展现状,然后定义了一类扩展时间Petri网,定义了软件的设计矩阵和Petri网的可达状态矩阵,通过比较设计矩阵与可达状态矩阵找到软件潜在状态。仿真分析证实了方法的有效性和可行性,最后提出了SSA技术有待解决的问题。

基于扩展模糊时间Petri网分析冲突事件的不确定性时间知识

为有效处理冲突相关的不确定性时间知识,在已有研究基础上,基于扩展模糊时间Petri网,引入变迁的模糊触发区间以表示使能变迁触发的不确定性,结合模糊时间函数和可能性值的运算来描述和分析各冲突事件发生的不确定性。能够针对冲突事件的各种时间不确定性问题进行定量分析,可以解决复杂情况下的时间知识推理和验证。其相对于已有方法具有冲突分析精确、计算简单、适用面广的特点。

基于扩展时间Petri网和故障信息网的保护动作分析方法

继电保护动作信息是电网故障后故障诊断和事故分析最重要的依据,随着继电保护和故障录波信息网的建立,丰富的录波信息为保护动作分析提供了基础。Petri网理论具有完善的理论证明依据,是离散动态系统建模的有效工具。文中提出了一种基于扩展时间Petri网(ETPN)的继电保护动作过程建模,综合利用故障信息,利用Matlab进行保护动作行为分析的方法。算例结果表明,该方法进行保护动作行为分析清晰直观、有效。

模糊时间Petri网及扩展的模糊时间Petri网

网络实时系统对时间和QoS有严格要求,因此对设计、实现和测试的技术和工具都有很高的要求。模糊时间Petri网是将模糊集合理论用于不确定的或主观的时间信息的表示,在每个变迁上添加时问间隔约束对模糊时间Petri网进行扩展得到扩展的模糊时间 Petri网,它是一种对网络实时系统进行建模和分析的形式化模型,Petri网数学理论基础能保证并发系统的可靠性和正确性。本文详细地介绍了模糊时间 Petri网及可扩展的时间 Petri网,可扩展的时间 Petri网的网精简方法,使用 design/CPN仿真,及使用EFTN对多媒体同步建模,并探讨了进一步研究的方向。

基于扩展时间Petri网的Web服务组合的分析与验证

为了进一步研究Web服务组合的时间成本问题,提出一种扩展时间Petri网,在变迁上添加了触发时间区间和发生优先级函数,在分析过程中提出了时间成本的计算方法,定义了变迁冲突的检测规则,更好地解决了可达分析中出现的冲突问题和时间成本问题,并给出了一个服务组合算法的描述,最后用实例验证了方法的可行性。

基于扩展模糊时间Petri网的故障诊断

针对故障诊断中可能出现的故障原因漏判问题,提出一种基于扩展模糊时间Petri网的故障诊断算法。该算法通过检查模糊时间戳确定故障时刻所有故障原因的状态,结合正向和逆向推理最大程度地解决故障原因漏判问题,从而确定主要、次要和其他故障原因。燃气轮机的故障诊断实例验证了该算法的有效性。

扩展模糊时间Petri网的定义和性质

随着装备的复杂程度不断地提高,对装备的故障诊断难度也不断加大,容易出现故障原因漏判的现象。为解决此问题,文章在模糊时间Petri网的基础上,通过在库所和变迁中引入模糊时间戳对其进行扩展,建立扩展模糊时间Petri网模型,并给出相关计算和运行实例。

扩展时间Petri网在CSMA/CD建模中的研究

对CSMA/CD的建模有利于对协议本身进行分析和评价,在对存在冲突事件的系统建模时,利用普通Petri网不能很好地反映和解决冲突。该文介绍一种扩展时间Petri网(ETPN),它利用在弧上赋予时间函数来解决冲突事件发生,然后用ETPN来对CSMA/CD进行建模并对模型进行分析。在较复杂的系统中,ETPN能够反映并解决事件的冲突,具有灵活、直观、可扩展性好等优点。

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.

扩展的模糊时间Petri网

网络实时系统对时间和QoS有严格要求。扩展的模糊时间Petri网是一种对网络实时系统进行建模和分析的形式化模型,Petri网数学理论基础能保证并发系统的可靠性和正确性。本文介绍了扩展的模糊时间Petri网的定义,模型检验方法,仿真工具,网精简技术和应用领域,并探讨了进一步研究的方向。