基于模型转换的C4ISR体系结构可执行模型构建

为解决当前可执行模型构建效率低、重用性差所造成的体系结构验证困难,实现自动化的可执行模型构建,提出了一种基于模型转换的C4ISR体系结构可执行模型构建方法。该方法基于国际国防企业体系结构本体规范（international defense enterprise architecture specification, IDEAS）,构建了C4ISR体系结构作战视图元模型;建立了对象Petri网（object Petri-net, OPN）建模元素与体系结构元模型数据元素的映射关系,重点研究了几种通用流程模式下体系结构元模型数据与OPN之间的语义转换规则;最后,以某防空作战指挥信息系统体系结构为例,依据获取的体系结构数据,基于以上方法有效地构建了验证作战规则的OPN模型。     

一种基于体系结构的仿真使能方法

分析了体系结构仿真使能的需求,基于该需求研究了体系结构完备可执行的条件,扩展了体系结构描述规范,提出了满足完备性条件的一种可执行体系结构框架,给出了该框架的开发流程,并基于该框架提出了基于体系结构产品的仿真使能方法,介绍由体系结构产品直接产生仿真平台建模输入的映射理论和转换方法。该方法为提高仿真模型开发效率、保持系统设计和系统仿真之间的一致性提供了一种有效途径。以某给水系统作为案例,验证了体系结构建模到映射转换生成仿真模型的整个流程。     

基于xUML的C4ISR系统可执行对象模型设计

C4ISR系统自身复杂性和军事需求多变性,使得系统设计风险增加,研制难度愈来愈大.把模型驱动体系结构MDA的思想和可执行建模语言xUML引入C4ISR系统的设计研制过程中,详细分析了可执行对象模型对于C4ISR系统研制的意义,给出了基于xUML的C4ISR系统可执行对象模型设计方法和步骤,并通过水面舰船的实例验证了该方法的可行性.该方法对系统结构化分析、动态逻辑验证、性能测量评价,而且在描述能力、可理解性和可分析性等方面比基于Petri网的可执行模型都有很大改善.     

武器装备体系结构可执行模型

探讨了可执行武器装备体系结构的总体框架,分析了建立可执行体系结构的三个阶段,提出了建立可执行模型的方法和步骤。该方法以体系总体描述、系统体系结构、作战活动图、作战顺序图以及作战规则模型等视图产品为基础,通过视图产品到仿真模型的映射机制建立可执行模型。以ExtendSim仿真工具作为可执行模型的运行环境,选取战时情报侦察监视体系作为实例研究,说明了该方法用于武器装备体系结构动态分析是可行的。     

Petri网可扩展性标记语言

PNML(Petri网标记语言)是一种基于XML的Petri网的交换格式.因为可以用PNTD(Petri类型定义符)来定义Petri网的类型,PNML支持任何一种类型的Petri网.PNML主要用来在解决由于不同的Petri网类型而导致的问题.     

基于Petri网的Web服务的创建与描述

为了更好的支持Web服务组合的Petri网系统的自动生成,提出了在发布Web服务的时候即建立该服务的PNML(Petri Net Markup Language)+OWL(Ontology Web Language)的方法,在建立Web服务领域本体的基础上,通过创建Web服务的Petri网模型,为Petri网中库所元素添加相应的语义标记,得到Web服务的类似OWL-S(Ontology Web Language for Services)的服务描述,不仅提高了对Web服务操作语义描述的能力,同时为Web服务组合的Petri网系统的自动生成奠定了基础。     

基于AOTCPN的巡航导弹重瞄突现目标的时延仿真

为了验证巡航导弹武器控制系统的时间性能,提出了面向Agent赋时着色Petri网(AOTCPN)的体系结构仿真建模方法,以及由AUML(Agent统一建模语言)描述的静态的体系结构模型获取可执行的AOTCPN模型的转换方法.针对巡航导弹重新瞄准突现目标时的任务流程,通过运行AOTCPN模型对整个大闭环回路进行了时延仿真,验证了制导方案的可行性.     

可执行体系结构的HCPN建模方法

美国国防部体系结构框架（DoDAF）作为一种通用的系统体系结构描述规范,得到业界的广泛认可。但由于其本身描述形式的局限,无法支持对集成系统体系结构动态特性的分析。在建立DoDAF产品描述与层次化着色Petri网（HCPN）不同建模语言间对应关系的基础上,提出了以集成体系结构操作活动模型（OV-5）、操作规则模型（OV-6a）、逻辑数据模型（OV-7）为主体的可执行模型五阶段建模方法。旨在使由DoDAF体系结构产品建立HCPN可执行模型的过程规范化、步骤化,为实现体系结构可执行模型的自动转换提供技术支持。     

C4ISR体系结构描述的逻辑和行为验证

针对体系结构描述过程中遇到的产品一致性问题,提出一种用可执行模型来分析验证模型一致性的方法.首先根据C4ISR体系结构描述过程中形成的活动模型、规则模型、数据模型,生成体系结构可执行模型,然后将可执行模型的仿真执行顺序、运行结果与作战想定以及动态模型进行对比,来对C4ISR体系结构描述进行逻辑和行为验证.用一个歼击机防空的例子来说明此个过程.     

基于Petri网的Web服务组合模型描述和验证

Web服务及其组合的形式化描述和验证是Web服务中一个重要的研究方向.分析了基于Petri网建模的优势,给出基于Petri网的Web服务的形式化定义和描述,对Web服务组合进行建模及元素映射,给出Petri网模型生成算法并对组合服务模型的可达性、安全性、有界性与活性等特性进行验证分析.最后是对一个具体的业务流程的建模和验证分析.由分析可知,该建模方法具有一定的表达和验证Web服务组合模型的能力.     

装备基本任务单元可用度Petri网仿真模型及应用

提出了装备基本任务单元可用度建模方法,建立了基于使能延迟机制的Petri网理论模型。基于ExSpect(executable specification tool)仿真语言的托肯时间戳延迟机制,通过模型转换建立了基本任务单元可用度分析仿真模型。应用模型研究了作战任务要求和维修力量配置对基本任务单元可用度的影响,分析了基本任务单元与单装可用度分析的差异,揭示了导致不同层次可用度综合差异的内在机理。结果表明,模型形象、直观,物理意义明确,具有通用性和可拓展性,是装备基本任务单元可用度分析的有力工具。     

基于Petri网的医疗信息整合工作流建模与分析

工作流技术是实现信息系统集成的一种有效手段。医疗信息整合（Integrating the Healthcare Enterprise，IHE），是针对复杂而异构的医院环境，基于医疗标准的一种通用的医疗信息系统集成的新规范。基于Petri网理论，利用工作流技术，将IHE规范作为医疗信息系统集成问题到Petri网模型的桥梁，给出一种形式化、规范化的医疗信息系统工作流集成方法，构建了基于Petri网的医院信息系统工作流模型。为医院的医疗信息系统集成的仿真及对医疗服务信息系统工作流的分析、验证与优化提供了理论基础。     

基于可执行规格说明的维修机构建模与仿真

为分析维修机构的性能,采用基于赋时有色Petri网的可执行规格说明语言建立了维修机构模型。模型采用自顶而下逐层分解细化、组件重用和基于状态的Petri网建模方法,对维修机构进行维修资源分析,并对动态组成维修小组和维修过程的系统状态变化过程进行了详细描述,准确反映了维修机构的维修等待和资源竞争现象,同时将定量关系嵌入到描述模型中。通过模型执行,以动画显示系统状态的变化,分析系统性能。最后给出了一个建模与仿真实例。实例表明,基于可执行规格说明建模和仿真方法是研究维修机构运行的有效工具。     

基于扩展计算网的分层动态网格工作流研究

针对实现资源共享和协同工作的网格技术应用与发展现状,提出分层网格工作流体系结构:在设计层利用网格工作流逻辑和网格工作流语义对网格工作流建模;在运行层,利用网格工作流调度引擎和网格工作流实施引擎完成任务的调度及实施;在资源层实现和具体底层网格资源的交互。为支持上述结构,引入Petri网中的库所同步器对网格工作流逻辑建模;定义了扩展计算网模型ECN,以描述网格工作流语义。可变同步器、计算网及网格工作流实施引擎的结合,从设计时及运行时两个角度提供了对动态网格工作流的支持。最后以实例说明了分层网格工作流支撑环境建模的具体应用。     

半导体制造系统改进Petri网模型的建立及优化调度

为了更有效优化半导体制造系统生产资源调度,提出了基于分层着色时间Petri网模型的分时段优化调度方案.通过增强基本Petri网的描述能力和引入分层Petri网的思想,根据半导体制造系统的结构建立其改进Petri网模型-分层着色时间Petri网模型,并在模型中引入调度库所将调度算法嵌入到模型中,该模型能有效地克服基本Petri网模型规模膨胀的缺陷;同时将每一生产周期分成若干时间段,利用遗传算法来寻找各时间段内调度规则组合来优化半导体制造系统的动态性能,实现分时段优化调度,编码时, 根据机器组的利用率来选择部分机器组为瓶颈机器组,重点调度瓶颈机器组, 提高算法的搜索效率;仿真实验结果验证了该调度方案的优越性.     

MPI程序的Petri网模型及其动态性质

对并行程序进行验证以保证正确性是很重要的,但是由于并行程序比串行程序要复杂得多,因此有必要建立它们的模型。MPI是目前应用最广泛的基于消息传递的并行程序编程标准之一。基于MPI程序的特点,提出了MPI并行程序的Petri网模型——MPINet,给出了MPI函数的基本Petri网模型及对程序建模的基本步骤。定义了静态可执行的和并行正确的并行程序,并研究了MPINet的动态性质,包括安全性、可达性、可逆性以及活性。这些方法可以用于其他并行编程标准的分析。     

基于fUML的C4ISR体系结构可执行

由于C4ISR体系结构模型缺乏可执行性,不利于体系结构的验证评估,为此提出了一种基于fUML(semantics of a foundational subset for executable unified modeling language models)的体系结构建模与分析方法。基于fUML元模型来定义C4ISR体系结构的可执行建模元模型,使用它们来构建C4ISR体系结构的可执行模型;定义可执行模型的代数语义域--可执行活动模型代数（executable activity model algebra,EAMA）,使用语义函数将可执行模型的行为语义转换为EAMA的进程项;定义EAMA的操作语义作为进程项的执行规约,通过对进程项的仿真执行来实现C4ISR体系结构的可执行分析,最后以区域防空作战系统为例说明了方法的可行性。