Petri网模型参数化可达图研究

Petri网是一种对并发系统进行描述和建模的重要数学工具,可达图是Petri网模型的主要分析方法。为了解决由于系统参数化造成的Petri模型可达图难以构造并且无法进行模型性质检验的问题,在分析现有参数化可达图方法的基础上,利用参数化标识提出一种新的Petri网模型完全参数化可达图构造方法。同时给出了这种可达图的有关特性及其证明,并举例说明了如何利用这种参数化可达图对系统进行模型性质检测。     

网格计算资源调度方案及其Petri网建模与分析

通过对现有网格计算资源调度方案的分析,提出了网格计算资源的三层调度方案,该方案与已有的方案相比,更能体现网格资源的特点。利用Petri网这一具有描述并发、异步、动态等事件能力的图形与数学工具,对所提出的调度方案进行了模拟与分析。为不同层次的调度者构造了不同的扩展有色时延Petri网模型,并利用Petri网的共享合成技术得到整个系统的Petri网模型。同时给出了资源调度所对应的Petri网的可达任务图的概念,利用可达任务图,分析了诸如吞吐量、负载平衡、调度时间等资源调度的一些重要特性。     

预警卫星系统作战体系结构建模与验证

依据DoDAF和预警卫星系统的作战流程,构建了预警卫星系统作战事件跟踪(OV-6c)模型和作战状态转换(OV-6b)模型,以描述预警卫星系统作战过程的时序关系、各作战节点的状态转换以及信息流关系。基于Petri网将各节点OV-6b模型转换成可执行模型进行驱动,并构建和分析了各Petri网模型的可达图,结果表明,建立的OV-6b模型和Petri网模型是合理的、正确的。     

一类区间速率连续Petri网的可达稳态分析

连续Petri网已被证明为诸多系统的有效描述工具,而系统性能分析与连续Petri网的稳态有密切关系.本文讨论了一类区间速率连续Petri网(Interval speed Continuous Petri Nets,简称ICPN)的可达稳态问题.通过分析区间速率连续Petri网的使能与引发语义证明了一类区间速率连续Petri网在最大引发模式下可达稳态的有关定理.研究表明这类区间速率连续Petri网在最大引发模式下其可达稳态及最终速率仅与各个迁移的区间速率有关,而与初始标识无关,从而避免了因构造演变图而产生状态爆炸的问题.     

一种C3I系统仿真模型生成方法

C3 I系统是一类复杂的大系统 ,借助模型和仿真手段对其进行研究是最有效的途径 ,但直接建立仿真模型往往极其困难。分析了活动模型和对象Petri网模型在C3 I系统中的应用 ,提出了一种间接生成对象Petri网仿真模型的方法 ,即首先建立活动模型 ,在此基础上生成可执行对象Petri网模型 ,然后对C3 I系统进行仿真。     

基于Petri网的强制访问控制模型及其安全分析

强制访问控制模型(MAC)是一种重要的安全模型.在多级安全的格模型和Bell-LaPadula安全模型的基础上,对MAC安全模型进行了形式化描述,并给出了与其等价的着色Petri网模型.在Petri网状态可达图的基础上,对MAC模型的有关安全属性,如主体访问客体的时序关系,主体访问的可达性,因主体的动态安全级访问而存在的安全隐患以及因主体对客体的间接访问而导致敏感信息的可推测性等进行了较为详细地分析.通过对一个安全模型的范例分析,结果表明基于Petri网的安全模型的分析方法可以充分利用现有的可达图的分析方法来对系统安全模型的有关性质进行分析和验证,能够在安全模型的设计和实现阶段有效地改善系统的总体安全策略.     

基于工序排队的RCC坝施工Petri网耦合模型仿真

在分析了碾压混凝土施工系统的特点基础上,针对碾压混凝土施工系统的复杂和动态离散特性,建立碾压混凝土施工工序排队网络和Petri网模型,将排队模型嵌入Petri网,为Petri网模型提供有效Token和时间约束,耦合生成施工过程的Petri网模型.该建模方法有效地克服了单一排队模型表达能力不足和单一Petri网仿真建模复杂性.通过工程实例验证了该建模方法大大简化Petri网建模过程,提高Petri网针对性和分析效率.     

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Petir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。     

基于Petri网模型的系统仿真验证方法

随着系统工程的发展,对系统的质量提出了更高的要求。首先以系统建模语言活动图模型为焦点,提出一种将活动图模型自动转换为Petri网模型的机制,接着对某指挥控制系统的发射模块进行建模,并通过转换机制将活动图模型转化为Petri网模型,然后使用Petri网验证工具对转后之后的模型进行仿真验证,保证了指挥信息系统的正确性。     

基于PES的Petri网可执行模型生成方法

针对体系结构验证评估中可执行模型生成缺乏灵活性和扩展性的问题,提出了一种基于体系结构物理交换规范(physical exchange specification,PES)的Petri网可执行模型生成方法。该方法基于DoDAF 2.0提出的体系结构PES和支持对象化的扩展Petri网标记语言(Petri net markup language,PNML)规范,构建了基于PES的Petri网可执行模型生成框架,通过体系结构模型数据含义与Petri网模型元素之间的语义映射,建立了PES与扩展PNML之间的数据映射规则,并以作战活动模型为例详细说明了数据映射规则和转换算法;最后,以民间海上搜救体系结构为例,验证了所提方法的有效性。该方法实现了灵活、自动化的Petri网可执行模型生成,打破了体现结构建模语言和Petri网模型类型的限制。     

制造系统中的死锁问题

介绍了制造系统中的死锁问题,特点及控制策略.总结了近十年来制造系统中死锁问题的研究成果,将死锁问题的研究方法,按照建模方法进行分类:基于图论的方法,基于Petri网的方法,基于自动机的方法.并对算法进行了总结和比较.最后指出了未来的研究和发展方向.     

CTCH网的死锁分析

在给出批处理生产系统的过程调度的赋色时间限制混合(CTCH)Petri网模型的基础上，分析了影响CTCH网活性的基本结构，给出了该结构产生死锁的原因。在此基础上，分析了该结构死锁产生死锁的充要条件，并给出了避免死锁的控制策略，为解决整个CTCH网的死锁提供了重要依据。实例表明了结论的正确性。     

基于有限容量库所方法的死锁防止算法

针对变迁均可控、可观的推广Petri网,给出了一种防止死锁的算法.该算法基于将死锁防止问题转化为控制规范的迭代算法和将控制规范施加到被控对象上的有限容量库所方法.它相对于只能面向某一类网的死锁防止方法,在通用性上有了很大改进;而且设计的控制器是结构型的,在线计算少、执行快;不过由于是迭代算法,有时离线计算量较大.最后用一个示例说明了该算法,并进行了进一步的讨论.     

并行自动测试系统分层建模及性能评估方法研究

对于大型的并行自动测试系统,传统的系统组建方法单纯的依靠人工经验使得组建的系统容易发生死锁、资源冲突和饥饿等问题,逐渐不能满足需求。因此,提出了一种新的并行自动测试系统分层化建模方法,指导工程人员快速优化系统设计方案。应用该方法,工程人员只需要使用直观、浅显的UML语言设计测试系统功能结构模型,UML到Petri网模型的映射和Petri网模型对系统的评估等步骤都可以用相应的软件自动实现,简化了人工设计过程,提高了系统组建效率。最后,利用广义随机有色Petri网理论对并行测试系统进行了性能评估,与基于NI公司TestStand软件设计的并行系统进行了对比。

Abstract：

The process of the Parallel Automatic Test System’s construction and design is more complicated than the serial ATS,and it can not be completed depending on the traditional method only based on the people’s experiences because it will bring the deadlock,resources confliction,hunger and so on.A new hierarchical modeling method was proposed to instruct the engineer in the good design of system.In the method,engineer only used the simple UML to design the system’s functional structure model.The UML-Petri map process and the system performance evaluation was finished by software.It made the design process simple and improved the organic efficiency.At last,the generalized coloured stochastic Petri net （GCSPN） was used to evaluate the performance of system and is compared with the parallel system designed by TestStand software.The result embodies the advantages of the hierarchical modeling method.     

非确定并发系统设计的Petri网形式化方法

本文首先建立逻辑偏序结构概念，用于刻划非确定系统的功能结构；建立环境结构，用于描述实现系统功能所需的资源及其服务关系；以约束集表示系统应遵守的行为规范，三者合一形成了系统的需求规格说明。基于需求规格说明，分别给出逻辑偏序结构到功能网，功能网及其环境结构到系统结构网的转换算法。按照约束集的规范，结合以往的结果，对系统结构配置适当的初态，施加必要的协调控制装置，最终得到一个功能符合，性能良好，资源分配合理的系统Ｐｅｔｒｉ同模型。     

基于Petri网统一模型的系统开发方法研究

为解决当前系统开发不同阶段采用的方法缺乏继承性与连贯性等问题,提出采用Petri网实现系统统一建模与开发的思想。在现有的子网研究基础上进一步讨论了子网与变迁相互替代前后接口保持一致和子网的基本属性保持等问题;提出了基于Petri网的功能和数据分析方法以及子系统自动划分的思想;对IDEF0和Petri网两种建模方法分析对比,提出IDEF0模型到Petri网模型的转换思路和方法。研究结果有助于以Petri网为统一工具实现系统建模与开发,为解决当前系统开发遇到的问题提供一种新的途径。     

离散、连续和混合Petri网的一致性描述

本文引入的混合动态系统的Ｐｅｔｒｉ网模型,以建立混合控制系统的整体Ｐｅｔｒｉ网结构,和Ｐｅｔｒｉ网上附加离散、连续和混合动态时描述的一致性与继承性为目标．令牌及其标记概念上的具体化,是统一多种动态描述的基础．权为零有向弧的引入简化了监控结构．依赖混合动态网建立复杂控制系统的整体Ｐｅｔｒｉ网模型,为采用Ｐｅｔｒｉ网理论进行系统的分析、验证和设计提供了基础．     

基于广义微分Petri网的混合系统仿真方法

针对混合动态系统仿真的特点，建立其广义微分Petri网仿真模型，将混合系统的仿真统一于同一建模框架下，在此框架下，离散事件和连续状态变化对混合系统演化的推动作用均可以通过仿真模型中的变迁激发来完成，通过对广义微分Petri网的仿真过程进行分析，给出了基于该模型框架的仿真算法，并对仿真过程中出现的由资源共享引起冲突现象及其解决方案进行分析，最后讨论了仿真系统的死锁及其避免问题。     

共享合成Petri 网系统的活性保持性

讨论了能对资源共享问题进行建模的共享合成操作.重点研究共享合成Petri网系统的活性保持性,同时还讨论了在共享合成过程中系统的并发行为关系即并发语言关系.给出相应的语言关系式,它可用于判定合成系统的活性.进一步,给出了判定合成系统有活性的充分必要条件.最后,提出了合成系统保持子系统活性的条件.