基于层次逻辑博弈Petri网地铁应急管理系统建模与分析

为协调地铁应急管理系统中各方利益关系,提高应急管理效率,提出层次逻辑博弈Petri网.提出层次模型构建方法,引入替代变迁代替子网,在子网中定义相应入口库所和出口库所;提出替代变迁启用算法、新可达图生成算法和效用矩阵分析方法;基于层次逻辑博弈Petri网,构建地铁应急管理系统的整体博弈关系模型,以应急决策机构和公众博弈子网为例,分析混合策略博弈过程,验证模型的正确性和可行性.

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。

基于逻辑博弈概率Petri网的地铁应急决策建模与分析

为解决逻辑Petri网不能很好地描述动态博弈过程的问题,提出逻辑博弈概率Petri网。将博弈的四要素融合到逻辑Petri网中,博弈的局中人被定义为token的一个属性,为其定义了策略集以及效用函数,并引入了信息库所。引入概率变迁和向量来表示博弈过程中先后验概率的转换关系,在贝叶斯公式的基础上引入模糊理论,以解决决策前期的信息缺失问题,并引入决策变迁来帮助理性人作出决策。使用逻辑博弈概率Petri网对地铁应急决策过程进行建模,构建系统可达图对问题进行分析,并应用Tina仿真验证模型性质,同时验证了所提出方法的可行性。

基于模糊Petri网的引航员作业舒适度评价

为提高引航员的作业舒适度,提出一种基于模糊Petri网(FPN)的模糊推理算法(FRA)下的组合评价方法。首先,针对作业舒适度影响因子的不确定性信息,建立多因素耦合的FPN拓扑结构;然后,采用博弈论组合赋权法确定最优组合权重,提出融合层间相关性判断临界重要性、层次分析法和FRA,建立基于主客观权重的FRA,通过迭代求解库所可信度和状态矩阵;最后,结合上海港船舶引航的场景数据,基于FPN的FRA应用,评价引航员作业舒适度。结果表明:环境与引航设备是影响其作业舒适度的关键因素,冬季和夏季的引航作业舒适度评价等级对应“较不舒适”,其中,5月份为“较舒适”。所提方法充分体现系统舒适度影响因素的耦合特性。

一种基于Petri网的多机器人路径规划建模方法

月球基地建设是当前各国月球探测与开发计划的核心使能技术之一。然而,为消除高昂的运输成本和有限载人航天技术的约束,使用多机器人团队建造月球基地的新研究方案被提出,该方案的关键是如何实现多机器人针对复杂任务的路径规划。为此,以月球基地建设场景中的探测采集区域、采集月壤、搬运月壤等作为复杂的任务输入,研究了一种基于Petri网模型的多机器人路径规划建模方法。构建了多机器人运动的Petri网模型;使用线性时序逻辑(linear temporal logic,LTL)语言描述月球基地建设的相关任务;将Petri网模型和LTL公式结合求解得到多机器人路径;在Matlab软件中进行仿真验证,并与使用切换系统的建模方法进行对比。结果表明,使用Petri网模型所需的建模总时间比切换系统模型单个任务的建模时间减少2个数量级,说明建立的Petri网多机器人模型具有避免维度爆炸、计算高效等优势。

基于行为轮廓和逻辑Petri网的模型修复方法

现实中的业务流程不断发生变化,需要对初始的业务流程模型进行修复以更好地表示实际业务流程。模型修复的关键步骤是分析现实日志和模型间的偏差,目前寻找偏差的方法主要采用对齐重演技术,未从行为的角度定量分析抽象的结构。因此,提出了一种通过行为轮廓分析日志和模型偏差的方法,并在此基础上进一步给出了基于逻辑Petri网的模型修复方法。首先,基于行为轮廓计算日志和模型间的服从度以识别偏差迹;然后,在偏差迹中依据偏差三元组集从偏差活动中选择逻辑变迁;最后,基于逻辑变迁设置逻辑函数,并通过添加新的分支或重构新的结构来修复原模型。对修复模型的适应度和精确度进行了验证,仿真实验结果表明,在尽可能保持修复模型与原始模型相似的基础上,相较于Fahland方法与Goldratt方法,所提修复方法在适应度都为1的情况下,得到的修复模型具有更高的精确度。

MARL-GPN:一种基于多智能体强化学习的博弈Petri网

作为过程挖掘中的一个重要研究分支,变化挖掘可运用在系统安全分析、IPS安全建设等场景下,从变化域的生成情况判断可能存在的未知漏洞。而传统变化挖掘算法更注重业务流程的安全性,无法满足在动态博弈场景下挖掘需要考虑多方安全效益所形成有效变化域的情况。针对此问题,提出一种基于多智能体强化学习的博弈Petri网(MARL-GPN),以专用于动态安全模型的有效变化域研究。该新型的博弈Petri网会首先根据攻防事件构建效益矩阵,然后各智能体间会根据对方当前状态与下一步走势生成最优应对策略,其次在指定学习周期下达成纳什平衡得到双方最优活动迹,与传统变化挖掘进行比对即可得到有效变化域。最后以典型信息安全事件为例验证了该模型的可行性。

基于逻辑Petri网的循环选择驱动循环结构过程模型修复方法

模型修复是一种过程增强技术。现有模型修复方法较少考虑含间接依赖关系的过程模型,在表示结构间的间接依赖关系时存在不足,修复含循环选择驱动循环结构的模型时难以描述结构间的间接依赖关系。本研究基于逻辑Petri网,针对循环选择驱动循环结构,提出在修复循环选择驱动循环结构的同时可以表达结构间的间接依赖关系的方法。在从日志中获取循环序列和选择序列算法的基础上,通过定理确定模型与日志是否存在偏差并找到偏差位置;根据不同结构提出修复算法修复模型,并使用关联规则描述结构间的间接依赖关系;最后通过实验证明方法的可行性。

基于逻辑博弈决策Petri网的应急决策建模与分析

发挥逻辑Petri网对批处理和传值不确定性的建模优势,融合多主体博弈过程的相关博弈要素,为多主体决策问题建模,解决多主体动态博弈决策优化问题,文中提出了逻辑博弈决策Petri网。首先,定义每个token的属性为理性人并为其定义效用函数值以及状态概率转移函数。其次,引入决策变迁,依据token效用函数值对比确定最优决策变迁的引发并给出相关算法。最后,基于逻辑博弈决策Petri网对突发事件的动态博弈应急决策过程进行建模与分析,并依据可达标识构建可达图,对动态博弈过程进行分析,针对可达图的生成进行算法描述,并探讨突发事件的逻辑博弈决策模型如何解决动态博弈决策问题、生成最优应急预案以及应急过程中对资源冲突的分析。在此基础上验证了模型在分析突发事件的应急决策过程中的有效性和优越性。

一种基于逻辑Petri网的过程挖掘方法

逻辑Petri网是抑制弧Petri网和高级Petri网的抽象和扩展,可在过程挖掘中简洁准确的表示活动之间复杂的业务逻辑关系.本文在传统Petri网挖掘方法的基础上,为了进一步提高复杂系统挖掘模型的简洁度和拟合度,尤其是对并行活动间存在复杂与或关系的系统,提出了一种基于逻辑Petri网的过程挖掘方法,并给出了逻辑Petri网中逻辑变迁的挖掘算法.它可以充分挖掘活动之间的业务逻辑,并且业务逻辑可用逻辑表达式表示.通过与相应Petri网模型的实例比较分析,例证了本文方法的正确性和有效性,且逻辑Petri网模型更加适合日志行为.

基于线性时态逻辑的Petri网模型检测

Petri网是一种重要的数学工具,它能有效地对并发系统进行描述和建模。线性时态逻辑LTL则是描述和验证并发系统特性的一种重要的形式化工具,它能方便准确地描述并发系统的重要性质,如安全性和活性。文章深入描述了线性时态逻辑、Büchi自动机、Petri网和同步积之间的内在联系,并探讨了基于线性时态逻辑的Petri网模型检测策略。与其它方法比较,这种模型检测的策略结合了线性时态逻辑和Petri网模型的不同优点,增强了Petri网的模型分析和验证能力。最后,通过对一个并发系统形式化的模型检测分析,验证了相应的结论。

基于逻辑电路的Petri网化简方法

已有的Petri网化简方法需将网的局部结构与化简规则作逐一的比对,步骤较为繁琐,并且所提供的方法不适合于带抑止弧的网.采用一种与传统方法不同的化简思路,首先将网划分为若干个最大无圈子网,将每个最大无圈子网表达为若干个逻辑式.用逻辑代数来完成逻辑式的化简,最后将其结果还原为Petri网回嵌到原网中,完成整个网的化简.给出了寻找最大无圈子网、最大无圈子网的化简算法以及相关的证明.该方法将化简范围扩展到了带抑止弧的无回路的网或网的局部.

时序逻辑电路的Petri网分析方法

本文应用带抑止弧的增广Ｐｅｔｒｉ网，建立了基本门电路和常用触发器的Ｐｅｔｒｉ网模型，讨论了运用该模型描述同步和异步时序逻辑电路，给出了此增广Ｐｅｔｒｉ网的矩阵描述和状态转移方程，在此基础上提出了同步和异步时序逻辑电路统一分析的Ｐｅｔｒｉ网方法．

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 .

一种算子模糊逻辑系统及其Petri网推理算法

定义一种只带模糊文字以及模糊算子的模糊逻辑,讨论了该逻辑的λ-归结的相容性、完备性及其若干逻辑性质。为了实现算子模糊逻辑的归结推理,给出了算子模糊逻辑的Petri网模型:Horn型,进一步讨论了推理算法:T-不变量算法,得到了算法的完备性定理,最后用实例进行了验证。

一种基于逻辑Petri网的Web服务簇组合方法

Web服务组合是实现快速服务增值和软件重用的重要方式,但现有的静态服务组合和动态服务组合方式都有待于进一步完善.文中集成静态服务组合和动态服务组合的优点,提出了一种在虚拟层面上基于服务簇进行服务组合的思想;研究并提出了一种基于服务簇的服务组合方法,并应用逻辑Petri网对其进行形式化建模描述;给出了服务簇网的基本组合模型,并分别对其完备性继承作了分析;研究了服务簇网组合的代数运算性质.最后,通过实验证明了服务簇网组合运算的可行性和有效性.

使用Petri网T－不变量求解子句的逻辑推论

本文研究了子句逻辑规则的Ｐｅｔｒｉ网模型的表示及使用Ｐｅｔｒｉ网分析方法进行逻辑推论．基于四值逻辑和冲突变迁的概念，表示了非Ｈｏｒｎ子句Ｐｅｔｒｉ网模型的构造，并使用Ｔ－不变量方法解决于句推论问题．另外，本文还显示了向前推论和向后推论在子句Ｐｅｔｒｉ网模型中的应用．

动态描述逻辑动作间关系的Petri网分析方法研究

针对动态描述逻辑动作理论在描述和分析多个动作间关系(尤其并发关系)时能力的不足,提出对多个动态描述逻辑动作间关系描述和分析的Petri网方法.首先讨论了动态描述逻辑动作的等价Petri网描述,进一步通过对动作描述的推理和各个动作的Petri网共享合成操作,得到多个动态描述逻辑动作的Petri网系统.在此基础上,应用Petri网的相关理论与方法,如可达图分析方法,研究了多个动态描述逻辑动作间关系的分析与判定方法,对动态描述逻辑动作理论的描述和分析能力进行了必要的扩充.

基于逻辑Petri网的Web服务簇模型

在基于聚类的Web服务中,同一服务簇中的服务在参数名称、参数数量和顺序方面不尽一致,具有参数不确定性的特点,导致参数匹配仍需要很大的工作量。因此提出一种基于逻辑Petri网的Web服务簇模型,将服务的参数集合表示为基于服务簇参数集的逻辑向量,建立了服务簇到各个服务的映射关系,实现对服务参数的统一管理。基于语义相似度的参数匹配仅在服务簇层进行,在服务簇内可以用位置向量直接定位参数,通过逻辑比较判断是否匹配,使得参数匹配的规模和计算复杂度大大降低,提高了服务发现效率。

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。