基于Time Petri Net的实时系统冲撞检测与消解

time Petri net(TPN)在实时控制系统的建模中得到广泛应用,而冲撞是Petri网及其扩展模型的重要行为,解决冲撞是正确分析模型动态行为的关键.由于引入时间约束,使得TPN模型的使能和触发语义比Petri网模型的语义复杂,冲撞的检测及消解变得更加困难.首先根据时间约束,给出了变迁持续使能时延迟区间的计算方法,并证明了该方法的正确性;然后在此基础上定义并证明了TPN模型中冲撞的检测方法;给出了冲撞时间区间及修改时间约束的冲撞消解方法;最后通过实例验证说明了该方法的有效性和正确性.     

时间约束Petri网的可调度性分析研究

1 引言时间约束Petri网(Timing Constraint PetriNets,TCPN’s)是具有广义时间约束的Petri网,它综合了时间Petri网)(Time Petri Nets)和赋时Petri网(Timed Petri Nets)的共同特点,具有经典Petri网的理论基础和额外的时间约束能力。在实时系统建模中,它可对其它与时间有关的Petri网所不能描述的冲突结构进行建模和分析。TCPN’s使用弱触发规则,即:使能的变迁可触发也可不触发,完全由调度者决     

基于一致分布的时间Petri网模型

时间Petri网的现有分析理论主要关注基于区间端点的计算和推理,缺乏对实施区间内不确定性的定量描述,不利于时间Petri网进行系统性能评价和动态模拟实现.为了解决这一问题,提出基于一致分布的时间Petri网模型.首先给出变迁实施概率和变迁序列实施概率的计算方法;然后引入概率条件到状态类,用于构造时间Petri网的概率可达类树;最后给出动态模拟实验,检验理论方法的正确性.     

带抑制弧的时延着色Petri网模型检测技术

带抑制弧的时延着色Petri网(Timed Colored Petri Nets with Inhibitor Arcs,TCPNIA)是一种描述实时嵌入式系统的模型。给出了从TCPNIA到时间自动机的结构化转换算法,以利用变迁冲突调解机制保证TCPNIA模型和转换后的时间自动机模型语义等价;并给出了语义等价的证明和算法复杂度分析。层次化方法被用来提高模型检测的时间与空间效率。通过实际案例展示了该技术的应用和可行性。     

基于冲突检测的一阶混杂Petri网动态行为演变方法

讨论了基于冲突检测的一阶混杂Petri网动态行为演变方法,首先给出用于一阶混杂Petri网冲突检测的瞬时迁移、延时迁移、指数迁移及区间速率连续迁移等4类迁移间的冲突判定定理;然后给出基于冲突检测的一阶混杂Petri网动态行为演变方法;最后通过混杂系统的一阶混杂Petri网模型说明冲突检测对行为演变分析正确性的重要作用。     

时间约束工作流的可调度性分析

提出一种时间约束工作流的可调度性分析方法。针对时间约束Petri网（Timing Constraint Petri Nets,TCPN）为普通Petri网无法建模多参与资源的不足,给出了扩展的时间约束Petri网（w-TCPN）的定义;结合w-TCPN的拓扑结构,从模型和实例两个层次,给出了w-TCPN变迁可调度的判定定理;提出了时间约束的调整策略。w-TCPN的研究使得时间约束工作流的建模和可调度性分析更加合理。     

利用时间约束Petri网进行项目绩效分析

时间Petri网(Time Petri Net)以及时延Petri网(Timed Petri Net)通过将时间约束引入到变迁中,广泛运用于任务调度以及性能分析,但是对于项目绩效分析所要求的关键路径、最短工期、成本分析等问题却无法有效解决.提出一种新的时间约束Petri网:将时间约束引入到库所中,在全局时钟的基础上,同时赋予Petri网的库所以延迟时间域和持续时间域两种时间约束,并且为T→P流关系的权函数赋予有色资源属性.给出时间约束Petri网的形式化定义,定义了变迁的发生规则,并引入状态类来计算状态的成本空间,给出状态类的计算方法.最后结合一个实例说明了利用时间约束Petri网进行项目的绩效分析的可行性.并用双色甘特图对时间约束Petri网的可达标识进行表述.     

基于随机时间Petri网的安全性分析方法

在分析了现有的Petri网与安全性结合的方法的缺陷后,提出了一种基于随机时间Petri网(stochastic Time Petri Nets,sTPN)的系统安全性分析方法,利用sTPN建立的系统模型不局限于指数分布和确定分布的变迁,也不局限于一般分布的变迁的使能限制。通过修改后的瞬态随机状态类图以及sTPN的瞬态分析算法可以得到基于路径的安全性指标。最后给出核反应堆冷却循环系统的例子,说明了所提方法的可用性和合理性。     

基于延迟时间Petri网的工作流相似性度量方法

为了解决实时系统中流程相似性的判定问题,提出一种基于流程中活动的拓扑结构和触发点的流程相似性度量方法。采用延迟时间Petri网(Delay Time Petri Nets,DTPN)模型来表示流程,用于找出流程的触发调度;定义活动时间约束路由关系,给出它们之间的距离和相似度计算公式,进而计算出流程之间的相似度;在此基础上设计相关算法,并且分析时间复杂度。通过实例验证了该算法在时间约束工作流相似性度量方面的有效性。     

时间Petri网弱语义模型的形式化分析

时间Petri网存在强语义和弱语义两种模型,弱语义模型更适合建模和分析外部环境触发的冲突选择问题,但其形式语义和可达性分析方面的研究,却很少有人问津。利用带标号的变迁系统定义时间Petri网弱语义模型的形式语义,采用时间戳状态类方法分析它的可达性,并证明了可达性问题的可判性和状态类时间戳的全局时间性质。     

扩展时段时序逻辑的模型、一致性和推理

给出了扩展时段时序逻辑的时间Petri网（TPN）模型构造方法，在构造模型的同时对时序关系进行一致性检验，在模型的基础上提出了一种时序关系推理算法，这种推理算法基于TPN模型的性质及基本不等式规则，可由一组已知的扩展时段时序关系推出一些未知的扩展时段时序关系，这种推广理算法的优势在于利用了TNP模型的分析技术，减小了推理的时间复杂度比单纯利用不等式规则的推理更直观，也更简单，是一种有效的方法，最后，对扩展时段时序逻辑的TPN模型进行了扩充，增强了其模型和分析的能力。     

一类Petri网系统的活性

Petri网是一种用来研究具有异步、并发特征的离散事件系统的合适的工具，当用Petri网来模拟一个实际系统时，关心的问题之一就是要确定这个Petri网模型是否具有一些所期望的特生，如活性、有界性等，这些特性均是系统的重要动态行为，该文基于文献[1]给出了Petri网的一子类，即弱化非自控网（Weak Extended Non SelfControlling Nets,简称WENSeC网），该类网覆盖了扩展自由选择网和扩展非自控网，文中提出了并证明了WENSeC网系统活性的的充分必要条件满足死锁－陷阱性质，同时对WENSeC网的一子类，通过转化方法，证明了该类结构有界网的结构活判定算法可借用扩非自控网的有关结果也是多项式时间算法。     

运输机器人行为建模的Petri网方法

针对建立运输机器人的精准行为模型所遇到的新困难,提出采用含禁止弧Petri网（PN）建立其行为模型。运输机器人行为有耦合、制约、异步等特点,采用含禁止弧的行为交互Petri网元模型以及token流动控制机制建模其行为。通过LabVIEW2012及Robotics模块,将Petri网模型转化为LabVIEW程序,在运输机器人平台进行行为验证。结果实现了运输机器人的行为与交互逻辑,具有行为辨识、决策与执行能力。验证了含禁止弧Petri网为运输机器人的行为建模提供了一种适用方法,建立的Petri网模型为运输机器人的相关行为设计提供模型参考。     

一种利用UML的Petri网软件实现方法

Petri网既是一种图形化建模工具，又是一种形式化数学工具。Petri网具有对并发、并行、分布、异步系统进行验证仿真的能力。但是，Petri网是用来描述和分析要开发的系统模型的工具。不是计算机的实现工具，必须要通过一定的方法才能将Petri网用软件来实现。由于UML(统一建模语言)具有友善的用户界面，易于编程实现，故提出一种利用UML作为过渡的Petri网软件实现方法。     

时间Petri网的分析工具PANT及其在调度问题中的应用

本文介绍了时间Ｐｅｔｒｉ网的分析工具ＰＡＮＴ。我们将首先探讨ＰＡＮＴ所处理Ｐｅｔｒｉ网的结构以及它所表现出的动态行为，并构造出相应的分析算法；其次，我们将通过求并行计算的调度问题，探讨如何利用ＰＡＮＴ对时间Ｐｅｔｒｉ网的分析能力来解决应用问题。     

排队系统的着色Petri网建模与分析

着色Petri网（CPN）是研究离散事件动态系统的有力工具,将着色Petri网引入排队系统建模中,能弥补排队模型缺乏动态逻辑行为分析能力的不足。针对排队系统一般模型建立顶层结构模型,并对排队系统的4个要素给出了具体的CPN描述。给出一个具体实例,阐明排队系统的CPN分析法的使用,利用仿真工具CPN-Tools对模型仿真实现,仿真结果与数学模型得出的理论值对比分析,验证了可行性。     

联锁逻辑模型的安全性分析

故障树分析法(FTA)用于静态分析系统失效的可能事件和状态,是分析安全苛求系统的可靠性和安全性的一种有效方法。时间Petri网(TPN)描述具有时序关系的并发系统,用于系统行为的动态建模。但利用时间Petri网无法严格证明其模型是安全的。提出了一种用于时间Petri网模型的安全性分析方法,该方法有效地结合故障树分析法和时间Petri网的各自优点,实际应用于联锁逻辑模型的安全性分析,并对不安全的模型提出修正方案。     

一种基于同步合成构造Petri网进程表达式的方法

Petri网的进程是用于系统行为和状态描述的有效工具,Petri网的进程表达式可以给出系统全部进程的描述,但是对于任意无界Petri网而言求取其进程表达式十分困难.文中首先考察结构简单的S-网的进程行为,给出各种类型的S-网的进程表达式的描述方法.然后拓展了Petri网同步合成的概念,分析了同步合成过程中基本进程段集之间的关系,并利用同步混排给出了进程表达式之间的关系.随后证明了一个Petri网可以通过一组S-网同步合成得到,利用S-网的进程表达式给出了构造Petri网的进程表达式的方法.     

计算高级Petri网S-不变量的一种简单算法

在高级Petri网的性质分析中,S—不变量的方法是一个重要的方法,如何计算高级Petri网的S—不变量是一个重要课题。本文基于复合标志(Token)和标志流路的概念,给出了一个整系数线性方程系统,由该线性方程系统,可以得到高级Petri网的所有S—不变量,而不必将高级Petri网扩展为一般Petri网。