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。

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。

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。

基于设计结构矩阵和着色Petri网的产品设计过程建模与仿真

将设计结构矩阵与着色Petri网结合后,进行了产品设计过程建模与仿真的研究。首先利用设计结构矩阵对产品设计过程进行建模,从产品设计过程特点出发,为支持基本过程逻辑的描述定义了着色Petri网基本网模型结构,将设计结构矩阵映射为着色Petri网,建立了产品设计过程着色Petri网模型。在此基础上建立了对设计资源进行有效分配的动态分配模型,通过定量仿真分析,实现了产品开发过程资源冲突的检测及资源的重新分配和调整。桥式起重机小车设计的实例说明了该方法的有效性。

基于着色Petri网的BPEL建模与验证

目的为了保证使用商业过程执行语言(BPEL)描述的Web服务组合的正确性。方法用着色Petri网(CP-nets)对BPEL流程进行建模、分析以及验证。结果定义了一套从BPEL到CP-nets的映射规则,该规则可以将BPEL流程转换成CP-nets,通过着色Petri网工具-CPN tools对该CP-nets进行自动分析以及验证,从而验证该BPEL流程的安全性、活性等性质。结论利用CP-nets这种形式化工具可以有效地发现BPEL流程中存在的设计错误。

基于着色Petri网的卫星军事应用系统建模

卫星军事应用系统是一个复杂的军事信息系统,具有同步、并发、冲突等特点。应用着色Petri网技术对其进行建模,符合卫星军事应用系统的特点,能够有效分析系统的静态结构和动态行为。介绍了着色Petri网的基本概念,剖析了卫星军事应用系统的作战过程,建立了系统的CPN模型,最后针对模型进行了性能分析。

基于着色赋时混合Petri网的精敏型供应链动态系统建模与仿真

精敏型供应链是精益型与敏捷型两种运作模式混合的动态系统。这类供应链系统的主要特点之一是把批量生产模式与定制生产模式有机结合,而且具有动态网络结构。批量生产活动呈相对较强的连续性,而定制生产活动以及订购、交付、运输活动则呈一定的离散性;同时,为了适应环境的变化,供应链成员实体的重组导致供应链系统结构具有动态性。因而可以将精敏型供应链看成是连续与离散状态混合的、结构可变的动态系统。根据上述考虑,针对汽车产品,提出基于着色赋时混合Petri网的精敏型供应链系统的动态模型,其中批量生产活动用连续Petri网描述,定制生产活动以及其它活动用离散Petri网描述,而结构动态重组用着色Petri网表达。仿真结果表明:着色赋时混合Petri网模型可以较好地描述精敏型供应链系统的运行机制和动态特性。

基于信号解释Petri网的可重构逻辑控制器分析与设计

为适应可重构制造系统这一新生产模式的顺序控制 ,本文提出了基于信号解释Petri网的可重构逻辑控制器分析和设计的方法 .该方法利用层次化、模块化和接口技术将控制器规划为开放的体系结构 .确定了可达图法和化简技术结合的SIPN模型形式分析方法及步骤 ,采用透明度指标对模型进行评价 ,并给出控制器重构能力分析原则 .接着将该理论及方法用于一可重构装配生产线可重构逻辑控制器的建模和分析案例中 .分析结果表明设计的可重构逻辑控制器形式正确、有效 ,具有可重构能力 .最后提出逻辑控制器建模、分析、仿真、代码生成和逻辑控制实施的软件平台 ,该软件采用CORBA组件模型的软组件技术开发 .