具有测试弧的确定与随机Petri网

将测试弧引入具有确定和随机时延的确定与随机Petri网DSPN系统,并给出了此DSPN系统的定义及其变迁实施条件和实施后果。这不仅增强了Petri网的描述能力,而且为Petri网的理论分析奠定了基础。

转移具有确定性时延的随机Petri网近似算法

本文对含有确定时延的随机Ｐｅｔｒｉ网（ＤＳＰＮ）提出了一种进行解析分析的近似算法．此方法把含确定时延的随机Ｐｅｔｒｉ网转换成为其精度可任意逼近原模型的广义随机Ｐｅｔｒｉ网，使其与连续时间马尔可夫链同构．文中对令牌总线高速局域网构造了其ＤＳＰＮ模型，并用本文提出的方法对此模型进行了分析．文中亦给出了分析和例题，说明此近似算法的可行性．

使用确定随机Petri网对Hadoop公平调度的建模和性能分析

由于Hadoop能在同一时间处理多个用户提交的不同作业的多个任务,这使得用传统的方法对其进行建模和性能分析变得十分困难。为了解决这个问题,基于马尔可夫排队模型M/MMDP/C/K建立了一个随机Petri网(SPN)模型和一个确定随机Petri网(DSPN)模型来分别描述Hadoop调度中的数据状态和作业公平调度。通过设置DSPN中的使动谓词和随机开关来建模Hadoop公平调度和YARN公平调度。使用嵌入的马尔可夫链模型来分析单用户情景,而在分析多用户情景时则引入分解和迭代技术来减小模型的状态空间,从而避免产生状态爆炸问题。研究侧重于Hadoop中作业调度的平均性能,仅通过求解提出的分析模型,就可以对比和分析服务质量(Qo S)的一些关键指标,如平均吞吐量、平均队列长度和平均时延。采用Matlab进行仿真:当每秒到达任务数大于等于20时,YARN算法的数据积压和平均时延明显少于公平算法;当每秒到达任务数大于等于30时,YARN算法的平均吞吐量明显高于公平算法。实验结果表明,YARN公平算法能够减少平均处理和排队等待时间,在平均吞吐量、平均队列长度和平均时延上明显优于公平算法。

基于确定随机Petri网的AFDX航电系统建模研究

通过结合AFDX航空电子系统和确定随机Petri网的特点,给出了一种基于确定随机Petri网的AFDX航电系统的建模方法。该方法以AFDX中的虚链路调度算法为中心,依照组件开发的思想,并利用系统各部分的子模型对航空电子系统整体进行建模。从而为分析航空电子系统的性能提供了有力的参考。

基于确定与随机Petri网的CAN总线建模及性能研究

针对CAN总线协议栈结构,利用确定与随机Petri网(DSPN)对其进行建模,得出CAN总线的DSPN紧缩模型。通过软件DSPNexpress-NG得出吞吐量、平均延迟及消息成功传输概率等性能参数,揭示了CAN总线工作的统计规律。

基于Petri网理论的FC-AE-1553性能分析

随着综合航电系统的发展,1553B总线已经不能满足发展需要,FC-AE-1553协议作为新一代的高性能网络通信协议被引入到航电系统中,其性能指标与整个航电系统的总体指标有着密切的关系。文中给出了一套完整的基于确定与随机Petri网的FC-AE-1553性能评价模型和算法。通过对模型的求解,得到了网络系统的2个重要性能指标总线负载、延迟时间随消息数变化的规律,通过对性能曲线的分析,可对综合航电系统的设计和完善提供重要的理论依据。

基于DSPN的CAN/LIN网络建模及性能分析

文章针对广泛应用的CAN/LIN网络,阐述CAN和LIN网络通信机制,采用确定与随机Petri网DSPN对其分别建模,并根据协议规范设定参数,对所建模型仿真实验,获得CAN和LIN网络吞吐量、消息平均传输延迟以及有效消息率等性能指标。结果表明,CAN在其能力范围内可保证高优先级消息的实时性和稳定性,LIN的实时性由消息负荷决定,所得性能参数可为实际应用提供理论指导。

弹载1553B总线网络控制系统Petri网建模与性能分析

鉴于数据传输总线的诸多优点,未来的弹载控制系统采用总线式网络化控制方式成为一个重要的发展方向。在该类系统的设计过程中,必须对各类设计方案进行形式化建模和性能评价。以确定与随机Petri网为理论工具,建立了基于1553B总线的弹载控制系统在非周期性消息和周期性消息同时存在的复杂情况下的形式化模型,并在模型基础上推导出了相关的性能指标公式。通过对指标的分析,为弹载控制网络的设计和优化提供了理论依据。

总线式弹载控制网络的DSPN建模与性能分析

传统的主从式或点对点式的弹载控制系统存在很多缺点,采用总线式网络化控制体制已成为必然趋势,在该类体制的设计过程中,对各类设计方案进行形式化建模和性能评价具有非常重要的意义;以确定与随机Petri网为理论工具,建立了基于1553B总线的弹载控制系统在非周期性消息和周期性消息同时存在的复杂情况下的形式化模型,并在模型基础上推导出了关心的性能指标公式;通过对指标的分析,为弹载控制网络的设计和优化提供了理论依据。

基于DSPN的1553B总线网络建模及性能分析

提出一种基于确定与随机Petri网DSPN(Deterministic and Stochastic Petri Net)的1553B总线网络性能分析方法。在探讨DSPN的形式化定义的基础上,基于模块化思想建立1553B总线网络的周期控制模块模型和信道传输模块模型,最终建立1553B总线网络的DSPN模型,并描述1553B总线网络的动态行为特性。通过仿真实验得到了1553B总线网络的总线负载和延迟时间的动态变化曲线,验证了模型的正确性和有效性。所建模型可以为1553B总线网络的设计与分析提供理论依据。

DSPN和熵权双基法在WLAN网络可靠性评估中的应用

基于DSPN模型描述离散动态事件系统的优越性。对WLAN通信协议的RTS/CTS机制进行建模,计算出了WLAN的两个重要性能指标,并利用熵权双基法对其进行了可靠性评估。

基于DSPN的航天器系统级可测试性指标确定方法

为确定航天器系统级可测试性设计的指标要求,对一种基于确定与随机Petri网(Deterministic and Stochastic Petri Net,DSPN)模型的可测试性指标确定方法进行了研究。通过对航天器系统测试过程的DSPN建模,建立起系统级可测试性设计指标与其约束的联系,并利用求解模型同构的马尔科夫链来确定上述关系,文章同时给出了建模设计实例,进行了指标分析和验证。

CAN总线CSMA/CA机制的Petri网建模及性能分析

应用确定与随机Petri网DSPN,对采用CSMA/CA协议的CAN总线通信过程进行建模,构建一个简化的紧缩模型,通过仿真实验得出吞吐量S、平均延迟D及消息成功传输概率P等性能参数,揭示CAN总线工作的统计规律.

基于DSPN的5G工业控制系统业务可用性分析

5G工业控制系统规模化应用的关键是保障其高可用性。若通过试验评估,其成本高昂且困难诸多。而已有的可用性建模方法很少考虑到5G对可用性的影响。对此,以一个实际的5G转钢系统为例,采用确定性随机Petri网(deterministic stochastic Petri net,DSPN)从业务流程的角度对5G技术改造后的工控系统的动态故障和维修过程进行形式化建模,评估不同的失效模式对系统业务可用性的影响。在案例中分析了5G工业控制系统中不同参数对系统业务可用性造成的影响,发现无线链路平均故障间隔时间(mean time between failures,MTBF)对系统业务可用性影响最大。实验结果表明,所提方法可用于评估5G工业控制系统的业务可用性,为系统设计人员提供参考。

CAN总线的CSMA/CA通信过程的DSPN建模与性能分析

针对采用CSMA/CA协议的CAN总线通信过程进行建模及性能分析,应用确定与随机Petri网DSPN,对每个节点进行确切的描述,构成一个单网段复合模型,并在此基础上构建一个简化的紧缩模型。仿真实验验证了紧缩模型能够很好地逼近复合模型,且求解时间短,可以通过紧缩模型进行CAN总线系统吞吐量、平均信息时延、通信冲突率和网络利用率的定量和定性分析。

基于交换式以太网的列车通信网络建模与性能分析

为了满足未来大容量、高速率、硬实时性的信息传输需求,将交换式以太网技术引入列车通信网络(TCN,train communication network)。针对不同优先级消息,根据其通信调度方式对传输过程建立了TCN的确定与随机Petri网(DSPN,determined and stochastic Petri nets)模型,比较了交换机不同调度算法对时延的影响,并分析了消息数目和产生周期,以及消息数目和吞吐量的关系。实验结果表明,采用优先级调度算法能在牺牲非实时数据时延的条件下降低实时数据的时延,验证了采用交换式以太网的TCN吞吐量远超过现有的TCN,并且能够为今后的设计和优化提供理论依据。

基于DSPN的IEEE 802.11通信过程的建模与性能分析

目的针对基于四向握手的RTS/CTS方式的IEEE 802.11通信协议系统进行建模与性能分析.方法应用确定与随机Petri网DSPN,对单节点进行了确切的描述,进而构成复合模型,采用伤停补时的思想有效地描述退避行为.结果仿真实验获得了IEEE 802.11通信系统中负载与端到端信息时延和吞吐量之间的定量关系,即平均端到端信息时延随着信息到达间隔的增加而增加,端到端吞吐量随着信息到达间隔的增加而减少.结论所建模型能够有效地描述和分析IEEE 802.11通信机制,为协议的改进和实际工程应用提供指导.

基于DSPN的WorldFIP总线MAC子层的建模与分析

目的针对WorldFIP现场总线通信介质访问控制MAC子层通信过程进行建模与性能分析.方法WorldFIP总线采用集中式MAC机制,即由总线活动仲裁器按照一个预定的扫描变量表,控制周期性信息和非周期性信息在总线上的传递.通过应用确定与随机Petri网DSPN,根据微周期内周期窗口的情况,分别建立基于相等周期窗口、不等周期窗口和非零起始周期窗口的单网段WorldFIP总线通信过程DSPN模型.结果仿真实验获得了WorldFIP总线系统吞吐量、平均非周期信息时延和网络利用率与非周期性信息负载之间的定量关系.结论所建模型能够有效地描述和分析WorldFIP总线系统的通信机制,为工业控制网络通信协议的改进和实际工程应用提供了指导.

基于DSPN的浮标布阵系统建模与仿真

浮标布阵系统是航空电子系统中典型的实时嵌入式系统,系统性能评价是其发展的重要理论基础和支撑技术。以浮标布阵系统为应用背景,研究了航空电子系统原理和特点,并对航空电子系统周期性消息进行了研究。给出了一套完整的基于确定与随机Petri网的性能评价模型。通过对模型的仿真,得到了系统的性能指标总线利用率随系统运行时间变化的规律,通过对性能曲线分析,可对航空电子系统的设计和完善提供重要的理论依据。

基于DSPN的CAN总线通信行为建模与性能分析

目的分析CAN总线的通信协议,为改进和实践工程应用提供有价值的理论、方法.方法基于确定随机Petri网(DSPN),对其通信过程进行建模,通过仿真实验进行网络性能分析.结果得出信息到达间隔、通道忙概率、高优先级发送引起的受阻率与网络性能指标吞吐量和通信冲突率之间的关系.结论模型能够有效地描述和分析CAN总线的通信机制,为CAN总线组网提供有价值的参考.