基于随机Petri网的民机审定试飞实施流程建模与分析

审定试飞是民用飞机获取型号合格证书的重要活动,具有高成本、高风险的特点。研究审定试飞的实施流程有利于推动试飞工作有序进行,进而缩短试飞周期及降低试飞成本。目前对试飞流程的研究局限于流程描述与定性分析,缺乏对试飞流程的形式化建模与性能分析,无法检验流程中的关键环节。为解决上述问题,文中研究了审定试飞3个阶段的实施流程,并利用随机Petri网构建了该流程的仿真模型;通过建立与该模型同构的马尔可夫链,对实施流程进行了性能分析,识别出了流程中耗时较多的关键环节,进而分析了关键环节的实施速率对流程平均运行时间的影响。最后通过一个案例验证了模型与方法的可行性。结果表明,制造符合性检查环节与试飞数据处理环节是流程中耗时较多的关键环节,应将其作为流程优化的重点,同时提升上述两个关键环节的实施速率相比提高单环节速率,成本更低且流程运行效率提升幅度更大。

基于随机Petri网的铁路货运整车卸车流程优化

基于随机Petri网对铁路货运整车卸车流程进行建模,采用马尔科夫方法分析系统性能。在此基础上对现行铁路货运整车卸车流程进行诊断,得出既有铁路货运整车卸车流程存在着作业流程繁琐、智能化水平低、信息传递不畅、作业标准有待加强等问题;在此基础上,基于“提质增效”与“协调有序”两大优化准则对铁路货运整车卸车流程进行优化分析,结果表明:优化后整车卸车随机Petri网系统的响应时间以及吞吐能力均有所提高,系统的平均延时由优化前的414.92min变化为优化后的378.83min,缩短了36.09min,降低8.70%,卸车流程优化措施是有效的,优化后节点的吞吐与响应能力增强,卸车流程效率得到了大大提升。本研究旨在提高铁路货物运输组织效率,为持续深入的铁路货运改革提供参考。

基于随机Petri网的多式联运系统致脆因素影响机理研究

多式联运系统运行过程复杂,其运行效能易受多重致脆因素的影响。在分析多式联运系统特征的基础上,提炼其关键致脆因素,并构建多式联运系统致脆因素影响机理的概念模型。通过构建基于概念模型的随机Petri网模型及其同构的马尔可夫链,并引入随机时间变量,刻画不同致脆因素影响下的多式联运系统动态演化过程。最后,以我国南方某生鲜农产品公司的“公-铁-水”冷链物流多式联运项目为例,通过情景仿真,分析不同致脆因素对该项目运作过程的影响。研究发现:征信调查利弊并存,应合理控制其深度与广度;其次应充分考虑货物的实际需求而非仅仅坚持经营人偏好,制定完善的预防措施和政策激励是保障多式联运高效运行的基本要求。

随机Petri网在煤矿水害处理流程中的应用研究

水害作为煤矿开采中的主要灾害之一,直接影响井下生产安全。为保障工作人员的生命安全,确保矿井生产的稳定性,提出了用随机Petri网对煤矿水害处理流程进行建模的方法,根据模型的可达标识图同构的马尔科夫链来对库所繁忙率和变迁利用率2个性能指标进行计算分析,为日后对疑似水害的处理流程进行优化提供了新思路。

船舶会遇过程碰撞风险演化随机Petri网模型

为探讨船舶碰撞风险随时间和空间变化的动态演化规律,提出一种基于随机Petri网的船舶碰撞风险演化模型。通过分析影响船舶航行安全的主要因素,构建船舶碰撞风险演化的指标网络拓扑模型,并构建同型的马尔科夫链得到各状态下的稳态概率表达式,通过仿真实现对船舶碰撞风险演化过程的定量分析。案例结果表明船舶碰撞风险演化是阶段性的多路径共同作用的结果,并伴随着风险因素的累积和耦合的演化。此模型可以用于分析基于多因素耦合的船舶碰撞风险演化过程,将演化过程中各节点的风险值量化,实现了从多因素耦合和风险演化的角度对船舶会遇动态风险的研究。

基于随机Petri网的RFID系统安全性分析模型

针对日益频发的RFID系统攻击给RFID系统带来瘫痪风险问题,提出一种采用基于层次广义随机Petri网的RFID系统安全性分析模型。该模型利用已有的知识储备模拟真实的RFID虚拟环境,对攻击RFID系统过程进行准确有效的实验推演,并量化分析RFID系统风险。首先,利用攻击层次、攻击权限和基于权限的攻击等信息构建RFID攻击者模型;其次,对攻击者的行为进行建模描述,刻画其对RFID系统状态的影响;最后,基于所构建的模型对目标RFID系统的攻击概率、脆弱节点等方面进行风险评估。实验结果表明,本文提出模型可有效地对RFID系统进行风险评估,并且大大降低了评估时间和复杂度。

基于随机Petri网的车险理赔效率建模与分析

为提高车险理赔效率,构建车险理赔效率随机Petri网模型,基于工作流网结构和实务操作流程分析模型的正确性并改进模型,采用软件PIPE验证模型的合理性。以某保险公司500起车险事故理赔数据为研究对象,构建与随机Petri网同构的车险理赔效率马尔可夫链,分析车险理赔流程中的低效率环节。结果表明:拒赔、定损和赔款处理流程耗时较多,与车险理赔实际情况吻合。车险理赔效率随机Petri网模型通过变迁利用率和标识流速能动态地描述车险理赔系统的运行时效。根据车险理赔效率分析结果,可缩减定损环节和赔款处理环节时间,显著提升保险公司的车险理赔效率和客户的服务体验。

基于随机Petri网的零售企业数字化转型要素与演化情景仿真

运用扎根理论与案例研究方法,在提炼出影响零售企业数字化转型要素基础上,遵循“目标-行为-结果”逻辑思路,采用“位势-过程-路径”动态能力三维分析框架,提出其内在演化系统,构建零售企业数字化转型的随机Petri网模型与等价马尔科夫链模型,利用情景仿真方法对实例对象的均衡状态变动规律及其发展路径进行剖析。

基于随机Petri网的中欧班列出口作业流程优化研究

目前,中欧班列已成为我国与“一带一路”沿线国家联系最为紧密的纽带和共建“一带一路”的标志性成果。作为中欧班列运行的重要支撑载体及影响班列高质量运行的基本要素,中欧班列场站在运输组织中存在的问题逐步显现,日益成为制约中欧班列高质量发展的瓶颈。结合对郑州铁路集装箱中心站实际调研情况,在详细梳理中欧班列出口作业流程的基础上,构建随机Petri网模型对其性能进行分析,诊断作业流程存在问题,从多层面、多维度提出优化解决方案,对比分析优化前后作业流程,结果表明优化后作业周期时间缩减37.79%,同时各环节发生拥堵概率也大大降低。通过改变中欧班列作业流程结构和流程速率,达到提高中欧班列场站作业效率和提升服务质量的效果,使中欧班列出口作业流程更高效、更便捷。

基于广义随机Petri网的工业设计流程分析

作为产品设计过程管理研究的重要一环,工业设计流程建模同新产品的开发速度与过程成本有直接关联。针对这一问题,利用广义随机Petri网对工业设计流程进行建模,将设计流程中的执行状态与执行活动分别用库所与变迁表示,对每一变迁赋予一个实施速率,构建出可靠的工作流模型,根据转化规则,将该Petri网模型转换成与之等价的马尔可夫链模型,由马尔可夫链理论求解得到各可达标识的稳态概率,最后利用获得的稳态概率对模型主要性能进行分析,找出其中的冗余过程,为工业设计流程的设计、规划和评价提供支持。

基于随机Petri网的SPN^2软件建模方法研究

随机Petri网(SPN)在进行系统性能分析时,其状态空间随着系统规模的增大而呈指数性增长,造成系统建模复杂。针对该问题,结合面向对象Petri网理论(OOPN)提出一种SPN2方法,与传统SPN方法相比,SPN2方法可进行分层及面向对象网中网建模,并应用该方法仿真高速列车在移动闭塞区间条件下GSM-R铁路无线通信系统的可靠性。

一阶流体随机Petri网:定义与分析

重新定义了一阶流体随机Petri网,其中,流体跳跃弧的跳跃高度取确定值,并被赋予在瞬间内清空与之相联接的连续库所的功能.给出了随机标识过程的动态方程,讨论了连续弧的流体流动速度为连续标识的函数而导致的概率值累积问题,使得直接用数值方法对模型的动态方程进行求解成为可能.

混合随机Petri网(英文)

二阶流体随机Petri网是一种用于计算机和通信系统性能与可靠性评价的建模机制.混合随机Petri网是对二阶流体随机Petri网的进一步拓展,其中,流体跳跃弧作为建模原语被赋予瞬时清空与之相联接的连续库的功能.给出了混合随机Petri网随机标识过程的动态方程,在该方程的推导中,首次将同时伴有流体跳跃发生的离散状态转移考虑在内.最后对流体流动速度随连续标识变化的情况下的边界条件进行了分析,使得可直接用数值方法对动态方程进行求解.

基于模糊随机Petri网的装备战场抢修模型

战场抢修是战时技术保障工作的重要内容。在装备战场抢修流程基础上建立随机Petri网,并同构为MC链,进行求解。针对战场抢修只需要在短时间内恢复一定程度作战能力的特点,将变迁速率引入模糊算子,构建出FSPN模型。用这两个方法验证具体算例,仿真结果表明后者具有直观、易用的优点,且结论更加符合实际情况。

基于随机Petri网的SysML状态机图的验证

针对SysML状态机图本身缺乏分析和验证手段的问题,提出一种SysML状态机图向广义随机Petri网的转换方法。主要定义将SysML状态机图转换为相应Petri网可执行模型的八种转换规则,应用这些规则可以将状态机图转换为Petri网模型,进而对其进行分析、验证,并可检测SysML的行为规范与并发相关的性质,如死锁、有界性等,同时,该方法可处理带有时间延迟和概率信息的状态转换。最后通过数字证书系统的一个实例说明该方法的可行性。

基于随机Petri网的网络可信赖性分析方法研究

随着人们对计算机网络系统的依赖性的不断增强,网络系统的可信赖性研究变得越来越重要.本文首先对可信赖性的概念及其主要性能指标进行论述,并对系统可信赖性各种模型方法及求解特点作了分类比较.在此基础上研究了随机Petri网(SPN)对网络系统可信赖性建模分析的方法和步骤,着重研究了随机Petri网描述系统的服务失效模型和容错模型,并给出了网络系统可信赖性分析中主要指标的计算方法.最后对于应用随机Petri方法分析网络系统可信赖性时存在的问题以及研究现状作了分析和总结,并对今后研究的方向进行了展望.

一种随机Petri网性能等价化简与分析方法

随机Petri网模型是系统性能评价的有力工具 ,但其状态空间随模型规模的增长而指数性增长的问题限制了其对复杂和大规模系统模型的性能数量分析能力 .因此 ,在对模型进行分析之前 ,先对其进行适当的性能等价化简 ,是一种更为可行的分析方法 .本文首先讨论了一类随机Petri网 -基本随机Petri网 (ESPN)的性能等价分析方法 ,这类随机Petri网由顺序、并行、选择和循环等四种基本结构及其组合构成 .作者推导出这四种基本结构的性能等价公式 ,并运用自底向上逐步综合替代的分层分析方法 ,给出这类随机Petri网模型的性能等价化简分析方法 ,该方法的复杂性随模型增长而线性增长 ,有效解决了其性能数量分析问题 .然后 ,讨论了两种非基本结构到基本结构的转换规则 ,使得复杂的随机Petri网模型也可能转换为ESPN模型 。

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。

随机Petri网模型中变迁的串、并联性能等价化简技术

随机Petri网的状态空间爆炸问题的研究始终是Petri网研究的主要问题之一 .在随机Petri网模型中 ,变迁的串、并联是Petri网模型的主要基本形式 ,对它的化简不仅有助于解决随机Petri网状态空间的爆炸问题 ,而且也为其他随机Petri网的化简技术提供一个坚实的基础 .另外在诸如工作流、多媒体等重要的随机Petri网模型中也存在大量的变迁的串、并联结构 ,所以对随机Petri网模型变迁的串、并联的化简 ,特别是能够推导出它的性能等价的数学公式就显得很有必要 .本文详细阐述了随机Petri网变迁的串并联的模型化简技术 ,推导出了变迁的串、并联化简的性能等价公式 ,并给出一个化简的例子 ,最后对结果的相关问题进行了分析 .

随机Petri网在系统可用性分析中的应用

Petri网自1962年提出以来,倍受工业界和学术界的广泛关注。经过几十年的时间,Petri网的理论不断的完善,Petri网在各行各业中不断的被应用。本文主要讨论了Petri网在系统可用性分析中的应用。首先从Petri网的基本概念和基本模型出发,讲述了随机Petri网模型(SPN)、广义随机Petri网模型(GSPN)和随机回报网模型(SRN)。然后以冗余备份系统为例,讨论了随机Petri网在系统可用性分析中的应用以及随机Petri网模型的分析。最后讨论与其它建模方法相比,利用随机Petri网来建立系统可用性模型的优点。