基于ExSpect的排队系统建模与仿真

随着petri网理论与应用研究的不断发展,petri网已经成为排队系统建模和仿真的有力工具。介绍了基于petri网的可执行的规格说明语言Exspect及其软件,提出了基于Exspect的排队系统建模的方法,并进行了实例研究。     

基于Petri网的城市交通控制混合系统模型

城市道路交通信号控制是典型的混合动态系统,既包含连续状态变量又包含离散状态变量.本文归纳研究了信号控制交叉口群的主要构成元素：交通信号控制、交叉口与道路路段,其中交通信号控制与交叉口两个元素属于离散事件动态系统（DEDS）,而道路路段交通流属于连续时间动态系统（CVDS）.然后,应用混合系统建模理论,分别构筑了交通信号控制的petri网模型、交叉口的petri网模型、道路路段交通流的连续系统模型,以及交叉口petri网模型与路段交通流模型之间的接口.该模型具有既能够进行交通控制信号优化与交通阻塞机理解析应用,又便于计算机软件实现的优点.     

CPN-TOOLS在装备维修规划中的应用研究

有色petri网(CPN)理论是对离散事件动态系统(DEDS)进行建模的有利工具,针对装备维修保障系统的特点,将CPN理论引入装备维修保障系统的建模与仿真,应用CPN对该系统进行建模,并利用CPN—TOOLS对模型进行仿真,针对一个假定条件提出了维修人员方案的合理配置。     

基于合同网和petri网的多预警机情报协同模型

随着作战环境的日益复杂,多预警机进行情报协同成为必然趋势,而如何对参与情报协同的各预警机进行实时的动态任务分配以使系统整体效能最大化成为亟待解决的课题。基于此,首先,根据部队指挥体制具有层次结构的特点,结合集中式与分布式任务分配的优点,设计了混合式情报协同体系结构,并对系统的相关元素进行了建模;然后,提出用合同网解决各预警机间任务的动态协调问题,用petri网模型去捕获合同网协议中管理者和投标者间的相互关系:招标者需求petri网可以计算每个子任务的预期时间,合同评估petri网可以评估合同的可行性及最优性,合同授予petri网可以自动将最优合同授予相应的投标者;最后,通过仿真验证了模型的有效性。     

复杂离散实时系统任务/资源图建模方法研究

任务／资源图建模方法是一种比较新的复杂实时离散事件动态系统建模方法,它具有丰富的时间参数、功能参数、互连参数和资源需求参数。本文在这些参数的基础上提出了任务图、资源图的定义及其它相应的概念,并通过简单的实例分析说明了任务／资源图建模方法在分析复杂实时离散事件动态系统中的应用。     

仿真建模与形式化

离散事件仿真在复杂系统的分析和设计中正得到越来越广泛的应用, 在仿真研究中仿真建模是一项十分复杂而且难以掌握的工作。对仿真建模形式化的研究可以增强对离散事件系统的认识, 改进仿真建模过程、从而构造出更有效的仿真模型。本文讨论了形式化在仿真建模中的作用, 回顾了在仿真建模形式化方面所进行的研究工作, 重点讨论了基于系统理论的形式化系统描述和离散事件仿真的数学形式理论。     

基于面向对象Petri网的电梯群控系统建模

电梯群控系统是一种典型的离散事件动态系统,这体现在乘客到达的起始层、目的层和到达时间的随机性,所以,很难用一个传统的数学模型表达式来表示。提出了一种应用面向对象Petri网对该系统进行建模的方法,该方法在对电梯运行情况充分研究的基础上,分别建立电梯运行和电梯控制器Petri网模型,从而构造电梯群控系统模型。该建模方法不仅适用于电梯群控系统,而且适用于其它离散事件动态系统。     

离散事件动态系统理论在通信网络中的应用

通信网络是—个典型的离散事件系统。离散事件动态系统（ＤＥＤＳ）理论综合并提出了许多对离散事件系统建模及性能评估等的方法,为解决通信网络中的一些关键问题提供了有力的工具。本文综述了近年来ＤＥＤＳ理论在通信网络建模、分析、优化以及网络管理等方面的应用进展情况,并提出了一些自己的看法。     

基于着色赋时PETRI网的运行图稳定性评价研究

运行图稳定性评价问题是当前运行图理论研究的重要方面,也是运运输生产实践中计划与调度部门一直以来重视的问题。引进着色赋时Petri网（CTPN）分别对列车的区间行驶和车站作业两部分进行系统建模,结合运行图适应度评价指标,利用Exspect软件对建立的模型进行了仿真分析,实现对运行图稳定性评价的目的。以京津城际客运专线为案例,对运行图进行稳定性评价,结果表明基于文中着色赋时Petri网的运行图稳定性评价方法是有效可行的。     

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.     

柔性制造仿真系统中机器三维可视化建模

采用面向对象的分析方法，针对制造系统虚拟仿真动态建模的实际需求，通过对三维可视化仿真建模技术的研究。提出了柔性制造系统中机器仿真建模的三个层次。即几何建模，运动建模和仿真建模，并重点描述了机器几何模型中节点的层次结构和运动模型的动画实现方法等关键技术，最后给出了机器仿真模型在离散事件仿真中的基本处理算法。     

基于混合Petri网的HVDC控制系统模型的研究

高压直流输电(HighVoltageDirectCurrentTransmission,缩写为HVDC)控制系统是一典型离散事件和连续动态行为相互作用的混合系统,引入混合系统的有效建模工具:混合Petri网(HybridPetriNet缩写为HPN),根据HVDC控制系统的运行特性,采用HPN对HVDC控制系统进行建模。该模型将控制系统分成离散逻辑部分、连续动态部分和状态识别接口部分来描述。由离散逻辑部分进行协调HVDC运行方式的切换,连续动态部分进行实时调节,状态识别接口部分实现对系统状态的识别并驱动离散部分的改变。通过对结合国际大电网会议CIGRE标准系统的仿真,验证了基于HPN的HVDC控制系统模型在HVDC系统在正常及故障情况下均有良好的响应特性。     

基于ExSpect语言的维修过程建模与仿真

研究了单部件可修系统的最优维修更换问题,构建了系统维修更换的Petri网模型,然后利用ExSpect仿真软件进行模拟仿真,从而证明了利用Petri网分析和解决系统维修更换问题的有效性。假定系统每次故障时以概率p进行更换及以概率1-p进行维修,并且每次维修后系统均不能“修复如新”,以系统的故障次数N为策略,利用几何过程建立数学模型,求出最优策略N*,使得系统经长期运行单位时间内期望损失达到最小,并求出系统经长期运行单位时间内期望损失的明显表达式。最后,对所得结果进行了讨论。     

连续/离散混合型制造系统的生产过程虚拟仿真建模

离散事件仿真建模被广泛应用于制造系统的设计及运行控制,但是很多制造系统兼有离散系统和连续系统的特点。提出一种将离散事件与连续系统结合起来的仿真建模方法,以支持动态展现这类制造系统的生产过程。该方法的主要思想是,主机内部的机构运动主要采用连续系统进行仿真建模,而主机之间的加工顺序则利用离散系统来构建其仿真模型,然后由统一的仿真管理器管理。论文详细描述了虚拟仿真引擎中的仿真时钟推动机制,并用这一方法建立了面向啤酒灌装生产线生产过程的虚拟仿真模型,说明了这一方法的可行性。     

动态系统故障的混杂传播特征及建模方法

动态系统的故障传播过程是由离散事件、连续特性及其相互作用共同驱动的,具有显著的混杂特征,为故障规律认知与建模带来了较大的难度。现有研究将故障视为离散随机事件,分析由单元随机故障发生到系统失效的离散故障过程,却忽略了连续特性对故障传播的影响,本质上是对故障混杂传播的工程简化处理,不能真实地描述动态系统的故障规律。首先在分析动态系统故障规律的基础上,给出了离散与连续双维度下的动态系统故障混杂传播的定义,分析了其混杂影响要素以及混杂传播特征;其次,为了完整准确描述混杂特征,借鉴混杂理论在描述离散事件与连续参数相互作用方面的优势,提出了基于随机混杂自动机(stochastic hybrid automata,SHA)的故障混杂传播建模方法;最后通过对某温度控制系统的故障混杂传播过程进行建模和仿真,验证了动态系统故障传播过程中的混杂特征,以及建模方法的可行性。     

基于GSPN方法的柔性制造系统过程模型和性能分析

应用广义随机Petri网方法,对柔性制造系统进行建模和分析,提出了控制策略和优化方法.针对柔性制造系统的离散性,对整个系统的过程模型进行分析.利用广义随机Petri网结合马尔可夫链的方法,确立了系统的配置参数,得出了系统的平均运行时间,机床的平均使用率,系统的生产率,故障概率,对系统的优化和生产效率的提高以及柔性的提高提供了理论支持.最后,通过柔性制造系统实例,对该方法进行了检验.     

描述离散动态系统的集合标识Petri网:STPNs

基于经典Petri网,进行了标识和语义扩展,定义了集合标识Petri网(Set-TokenSPetriNets,STPNs).在定义STPNs时,构造了携带属性集合的抽象的信息标识,称为集合标识;将大规模个体按照属性层次分组,每组作为一个元素定义在属性集合中,解决了Petri网规模随着标识规模的增大而膨胀的矛盾.在语义上,进行了控制结点、路由结点、通讯弧和结点时间延迟以及针对集合标识的集合运算和结点函数等扩展.STPNs增强了Petri网描述离散事件动态系统(DEDS)的随机特性和控制特性的能力,能够作为用仿真技术研究大规模DEDS的有效建模工具.