面向对象Petri网技术在系统建模中的应用

面向对象Petri网将面向对象技术与Petri网相结合,利用对象的封装及继承等特性,降低了所建立系统模型的结构复杂性,增强了其可重用性和可剪裁性.系统的面向对象Petri网模型(OOPN)由对象模型(OPN)及对象联系模型(OCN)组成,前者描述对象内部的状态变化细节及与外部联系的接口,后者描述系统中各对象间的联系.分析了面向对象Petri网技术在各种复杂系统建模问题中的应用,并以电梯群控系统的建模为例,从电梯群控调度的角度,详细给出了OOPN模型的构建.     

基于面向对象Petri网的供应链工作流建模

供应链工作流需要可动态调整的柔性建模方法,本文将面向对象思想引入Petri网中,结合时延和状态标识,并借用了有色Petri网相关概念,建立基于时延特性的面向对象Petri网(SC-TOOPN).SC-TOOPN使供应链工作流建模更具结构化和动态化的特点,可以为系统提供一种形式化的建模工具.     

基于Petri网和UML的流水作业调度模型设计及实现

为了对流水作业调度的行为提供支持,需要对其进行有效的建模和模型分析。Petri网具有坚实的理论基础和易于使用的图形表示,是一种理想的建模和分析工具。UML是一种易于编程实现的面向对象建模工具。针对UML和Petri网建模的特点,本文采用Petri网与UML相结合的建模分析方法,融合了Petri网精确、严格的形式化描述和UML友善的用户界面的优点。并提出了将Petri网转化为一种可以表示对象间的同步、并发的扩展状态图的方法。利用Petri网描述系统的动态特性,经过分析、验证或仿真后,通过提供的转化规则将Petri网模型转化成相应的UML动态图、扩展的状态图,对流水作业调度问题建模。利用动态规划算法解决满足Johnson法则的最优作业调度问题,并用Java实现。     

基于R-OPN的集装箱码头物流系统建模与分析

针对集装箱码头物流系统(Container Terminal Logistics System,CTLS)建模存在的问题,通过分析CTLS的结构和行为特点,提出了基于规则的面向对象Petri网(Rule-based Object-oriented Petri Net,R-OPN)的建模方法.该方法在对象子网和门变迁中融入决策规则,建立了CTLS系统动态行为和调度控制模型,简洁明了地描述了系统状态和决策规则之间的关系.在此模型的基础上,分析了模型的结构特性(死锁,冲突等),并提出了解决冲突的决策规则,为CTLS的设计、分析、调度与仿真提供了有效的工具.     

基于面向对象技术和Petri网的FMS系统建模

简述了面向对象技术及Petri网的优缺点,分析了利用Petri网进行传统FMS建模的缺陷,将面向对象技术与Petri网理论结合起来,并对实际的FMS建立了一个通用模型。     

Petri网图形建模仿真系统的研究与开发

将面向对象思想引入Petri网建模、仿真系统的研究和开发,设计了基于图形界面的普通Petri网建模仿真工具软件,构造了相关的普通Petri网核心类,给出了普通Petri网点火机制的计算机实现方法,通过可视化开发工具Delphi实现了该建模仿真工具,通过该工具,可以以人机交互的方式建立、编辑、分析、仿真普通Petri网模型     

基于对象Petri网的电网调度操作票任务分解方法

本文提出了基于面向对象Petri网技术的操作票任务分解方法．对分解后的单一操作任务再使用基本Petri网进行推理,从而解决了基本Petri网在建立电网调度操作票专家系统规则库时遇到的组合爆炸问题。通过分析给出了算法的对象划分、结构封装、对象间的消息传递关系以及图形化的建模;所设计的对象结构及对象关系保证了系统的安全性;最后结合算例阐述了具体的技术方案。算例结果表明了该方法的有效性。     

面向对象Petri网的离散事件系统仿真建模

将Petri网技术和O－O技术结相合,利用消息驱动机制反增强其描述能力而形成对象Petri网（OOPN）,它用面向对象的方法建立系统整体框架,用有色Petri网描述对象,对消息驱动机制对象间传递消息,能较好地将0－O技术和Petri网结合起来,以实现仿真建模。     

柔性制造系统中OPN模型的建立

针对敏捷制造单元的特点,提出了一种面向对象的知识Petri网的建模方法。一方面,此方法建 立的实时控制模型可采用数学分析手段进行模型的死锁分析,另一方面,此方法将控制/决策知识融入到面 向对象Petri网中,使控制系统具有一定的智能性。     

基于Petri网的MES系统形式化建模

针对一般车间执行制造系统结构复杂性高、重构能力弱、性能分析困难等问题,以水产品加工MES系统为例,通过Petri网对其进行形式化分析与建模.对水产加工的流程进行逐级分解、细化,根据功能将整个系统划分成3个模块,基于Petri网分别对3个模块进行集成建模.最后根据Petri网理论知识,对MES的Petri网模型复杂度与结点特性进行分析和研究,建立一种行业通用的、结构简单易扩展、灵活性强的Petri网模型.     

基于T-不变量消除的Petri网合法变迁引发序列判定算法

Petri网的合法变迁引发序列问题(LFS)是其可达性问题的子问题.前人在LFS判定时常因判定算法的指数级时空复杂度或算法难以推广至一般Petri网而受限.因此,基于Petri网T-不变量支集变迁与可达图有向环路上标注变迁的对应关系,综合应用线性代数与可达树分析,原LFS判定被缩减为以基础向量为发生数向量的LFSb判定.通过两棵可达树(分别以原网、初始标识;逆网、目的标识为根)层序轮流构造同时比较当前叶节点层中的标识,若算法终止前有相同标识出现,则LFSb(LFS)判定成功;反之,LFS判定失败.分析表明,算法的时间复杂度为多项式级别的,且适用于一般Petri网的LFS判定.     

基于整体海洋平台模型的下落物体撞击数值仿真

针对海洋平台受落物撞击后的性能进行研究,采用非线性有限元数值仿真方法,探讨了落物撞击模型的建模技术和参数选取,建立了整体海洋平台模型,对落物与平台的撞击进行了数值仿真,并分析了撞击全过程,得出下落物体撞击海洋平台过程中关于碰撞力、结构损伤变形及能量转换等的一般性规律。主要结论如下：海洋平台结构的碰撞损伤变形主要表现为弹性变形,绝大部分塑性变形发生在撞击区域;海洋平台整体具有较好的弹性变形性能,能够降低下落物体撞击引起的结构损伤;建模时必须建立整个海洋平台模型,以充分体现平台结构的整体性能。     

低速冲击下钢筋混凝土梁局部变形刚度

研究了低速冲击下钢筋混凝土梁的截面刚度,以及冲击体和结构间接触区域的柔度变化.将梁分成斜裂缝形成以前和斜裂缝形成以后两个阶段来研究.斜裂缝形成以前,梁被看成弹性均质体,接触区的柔度由受压和受拉条件下混凝土的柔度串联而成,根据柔度的定义推导得出该阶段接触区的刚度;斜裂缝形成以后接触区的刚度受高为χw弯—剪式固端梁构件、下部受拉钢筋、冲击体与下部钢筋之间的混凝土柱的制约,从而推导出该阶段的柔度.结合两个阶段接触区域的柔度公式,对低速下钢筋混凝土梁的接触刚度进行了举例计算和分析,表明斜裂缝形成以前的阶段可以忽略不计.     

均布荷载作用下碳纤维布加固预应力空心板延性分析

为了研究碳纤维布加固后预应力空心板延性的变化,进行了7块碳纤维布加固预应力空心板试件在均布荷载作用下的试验,分析了碳纤维布粘贴量和粘贴方式对延性的影响,提出了碳纤维布加固预应力空心板曲率延性系数计算方法。试验结果表明,碳纤维布粘贴量和粘贴方式对位移延性系数影响明显,随着碳纤维布粘贴量的增加,试件位移延性系数减小,单层双幅粘贴方式下,延性系数最大。曲率延性系数计算值与位移延性系数之比在0.82左右,所提出的曲率延性系数计算方法是偏于安全的,具有较高的计算精度。     

基于贝叶斯分类方法的雷暴预报

为了研究贝叶斯(Bayes)方法对单站雷暴预报的应用效能,利用2003年8月~2006年8月WRF模式数值预报产品和单站观测资料,采用朴素贝叶斯分类器(N-Bayes,naive Bayes classifier)和贝叶斯判别准则(D-Bayes,Bayes discriminatory criterion)两种方法,结合多种强对流天气指数场、Fisher准则和相关系数法的预报因子选取技术,分别建立了漳平、广州和湛江3个单站的雷暴预报模型;利用2007年8月资料,检验了模型预报效果,并与Fisher模型的预报效果进行了比较试验。结果表明:N-Bayes和D-Bayes两种模型有较强的雷暴预报能力,24~48 h雷暴预报CSI评分均超过0.23,准确率在72%以上,两者CSI评分接近,趋势相同;两种Bayes分类方法在预报效果上要优于Fisher判别方法。     

柔性动边界梁在横向撞击下的动力响应

研究特定约束条件下梁受横向撞击的动力响应,这些约束表现为弹性支承刚度和阻尼特征,也就是具有柔性动边界.建立了具有动边界梁的力学模型,综合考虑弹性和阻尼支承、集中质量块以及支承不对称等情况.根据撞击局部区域的接触力—嵌入深度关系式,利用拉格朗日方法建立了横向撞击下柔性动边界梁的动力方程,并通过与简支梁在相同撞击条件下撞击力、横向位移的对比分析,说明了柔性支承对结构动力响应的影响.结果表明,低速撞击条件下,柔性支承对撞击力的影响较小,但对结构位移响应的影响较显著,并且弹性支承会使梁受撞击后的变形过程与简支梁相比增加一个变形阶段. 受横向撞击的动力响应,这些约束表现为弹性支承刚度和阻尼特征,也就是具有柔性动边界.建立了具有动边界梁的力学模型,综合考虑弹性和阻尼支承、集中质量块以及支承不对称等情况.根据撞击局部区域的接触力一嵌入深度关系式,利用拉格朗日方法建立了横向撞击下柔性动边界梁的动力方程,并通过与简支梁在相同撞击条件下撞击力、横向位移的对比分析,说明了柔性支承对结构动力响应的影响.结果表明,低速撞击条件下,柔性支承对撞击力的影响较小,但对结构位移响应的影响较显著,并且弹性支承会使梁受撞击后的变形过程与简支梁相比 加一个     

含水量与孔隙率对土体热导率影响的室内实验

为建立热导率与影响因素间的确定性关系和推算公式,需要严格的实验,即研究某一影响因素时应保持其他因素不变.在严格控制其他各影响因素的情况下,分别研究了土体热导率随含水量(保持孔隙率、土样成分等不变)及随孔隙率(保持含水量、土样成分等不变)的变化规律,在此基础上再对影响因素的综合影响进行研究.并从微观的角度分析土体热导率的变化规律,研究其内在传热机制.分析发现,土样种类不同,热导率随含水量及孔隙率的变化规律也不同,同时还发现土体内部粘粒含量是表征热导率递变速率发生明显变化的重要因素.给出了土体热导率的经验公式,将该公式计算值与工程土体的实验值进行对比后发现,两者间相对误差较小,该公式可直接应用于实际工程.     

梁桥非线性随机地震响应的概率特性

为了分析随机地震作用下桥梁结构非线性响应的概率特性,采用Monte-Carlo数值模拟的方法,并利用弹塑性纤维梁柱单元模型模拟梁单元的非线性行为,对连续梁桥在不同地震峰值加速度作用下的非线性位移及内力时程响应进行了研究.得到了:墩顶位移非线性包络响应服从对数正态分布;桥墩轴力非线性包络响应的概率分布介于对数正态分布和极值I型分布之间;墩底剪力和弯矩非线性包络响应近似服从正态分布;墩底曲率非线性包络反应服从对数正态分布.研究表明:在相同场地条件下,地震峰值加速度的变化不影响结构非线性响应的分布类型,但对非线性响应的变异性影响较大.     

基于流变效应锚杆柔性支护在基坑中的应用

针对基坑工程预应力锚杆柔性支护的工程特点,依据流变力学理论,提出了一种新的粘弹塑性流变模型,建立了最小锚固锁定荷载的计算式.该模型体现了锚固体和基坑土体的流变效应以及面层、锚杆与基坑壁面的连接特性,并与有限差分程序FLAC3D结合,对锚杆、浆体的受力、安全系数和位移进行了数值计算.根据计算结果和现场监测,得出了预应力锚杆的最小锁定荷载、预应力锚杆筋材应力的不均匀分布和最大轴力位置、浆体剪应力的驼峰分布和面层的剪应变率及加固后坑体位移的分布等有用结论,其结果与现场监测基本吻合,数值计算能较好地反映实际情况,为有效的基坑支护提供了理论依据.     

山地城市震后建筑物倒塌瓦砾阻塞量预测模型

为了对山地城市震后交通系统路段单元通行可靠性进行合理评估,需要建立适合于山地城市震后建筑物倒塌瓦砾阻塞量预测模型。在现有建筑物倒塌瓦砾阻塞量预测模型的基础上,通过对山地城市沿街建筑物及道路特点的考察和对模型影响因素显著性分析,结合山地沿街建筑的特点考虑退台、外挑、高差、斜坡等因素的影响,对现有模型进行修正,扩充了模型的适用性及合理性。修正后的模型不仅适用于山地城市,也适用于平原城市震后路段单元通行可靠性的预测和评估。