基于Petri网方法的红血球代谢系统研究

随着生物网络数据的迅速增长,对这些数据进行模拟分析的工具也随之发展。由于组合了图形化和数学化的特征,Petri网成为这一领域的重要模拟分析工具之一。但是,通过Petri网模拟分析的生物系统大多是一些孤立的生化途径。本文采用Petri网技术对红血球细胞的新陈代谢系统进行建模分析。首先介绍了基本的Petri网概念和分析方法,然后采用Petri网技术研究红血球的新陈代谢系统,建立了红血球新陈代谢系统的Petri网模型,最后计算了该模型中的P、T不变量,并讨论了它们的功能意义。     

生化网络的随机Petri网建模与分析

细胞的行为是随机性的,学习细胞中的随机性有助于理解细胞的组织,设计和进化。建立、确认和分析随机的生化网络模型是当前计算系统生物学领域的一个重要研究主题。当前,标准的Petri网模型已经成为生化网络模拟和定性分析的有力工具。尝试使用随机Petri网对生化网络进行建模与分析,简单描述了随机Petri网理论对标准Petri网的扩充,通过对二聚作用和肌动蛋白这两个典型例子的建模与演化模拟,介绍、论证了随机Petri网理论的新应用。     

基于XML的生物代谢Petri网模型的标准化

针对分析生物代谢网络的需要，构建了生物代谢Petri网模型建模环境，并采用基于XML的Petri网标记语言PNML为标准，利用DOM实现XML解析，完成Petri网模型的标准化，通过对代谢网络Petri网模型实例的仿真，验证了标准化模型的正确性。     

Petri网在代谢网络模块化分析中的应用

代谢网络的模块化分析有助于理解网络的结构和功能。然而,当前众多的模块化分析方法大多将代谢网络考虑为普通的复杂网络,所得模块的生物学意义较低。对枯草芽孢杆菌的核黄素代谢进行Petri网建模分析,研究结果表明：Petri网的T不变量可用于识别代谢网络中的功能模块,具备较好的生物学意义。     

基于形式化方法的网络业务流Petri网模型的仿真分析

针对自相似业务流的影响,给出具有自相似特性的网络业务流传输过程的随机Petri网模型,使用Petri网分别建立了无限缓冲区的IP层网络模型和有限缓冲区的以太网模型,采用一种马尔可夫随机Petri网的方法对模型进行分析,然后通过实例证明了网络中确实存在着自相似现象,最后利用随机Petri网性能分析工具SPNP对所建立的模型进行了模拟和验证,研究了网络业务流的自相似特性对网络性能的影响.提出的模型在一定程度上能够很好地拟合不同网络的流量特性,为网络构建、网络特性分析和网络性能评估提供了重要的理论基础.     

无线通信系统的Petri网建模与分析

无线通信系统是一个分布式实时多任务数据处理系统,具有实时性、并发、异步和多任务等特点.Petri网是描述和分析异步并发现象的一种有效的模型工具.以Petri网为工具,建立了无线通信系统的仿真模型,对其功能和数据流进行模拟,并对其结构性能、任务的忙闲程度、死锁进行了定性分析,实现了模型和程序结构的自动转换,从一个全新角度对无线通信系统进行了分析和评价.     

军用装备维修保障系统面向对象Petri网建模

Petri网模型是离散事件动态系统(DEDS)建模的有利工具,但传统的Petri网模型存在模型结构复杂、缺少时间描述等不足。该文在装备维修保障系统建模中,结合应用面向对象技术和有色Petri网、赋时Petri网理论,提出了将面向对象思想与赋时Petri网相结合进行装备维修保障系统建模的方法,并应用该方法对已有的空军通信导航装备维修保障系统Petri网模型进行了对象化和赋时改造,使得新建模型结构更加简约、直观,有利于扩展和仿真实现,并且具备时间描述功能。     

网上证券交易系统的时序Petri网描述及验证

基于时序Petri网对我国现行网上静态和动态证券交易系统进行了模拟、形式描述及功能正确性验证.应用时序逻辑推理规则,从形式上严格证明了证券交易系统需求规范及其时序Petri网模型动态行为的一致性.结果表明,时序Petri网能够清楚而简单地描述事件间的因果关系和时序关系以及并发系统中某些与时间有关的重要性质,如最终性和公平性.因此,时序Petri网可作为并发系统形式化描述和分析的有力工具.     

基于Gillespie算法的生化随机Petri网演化分析

Petri网既有严格的数学表达方式,又有直观的图形描述形式,是当前生物化学系统模拟和定性分析的一个有力工具。作为标准Petri网的一个重要扩展,随机Petri网使得可以定量地分析生物化学系统。建立了两个典型的生物化学系统的随机Petri网模型：Schlogl系统和转录调控系统,并使用Gillespie随机仿真算法模拟了这些生化随机Petri网模型的状态演化。     

基于Uppaal的时延Petri网到时间自动机等价模型验证*

时延Petri网和时间自动机都可以有效地对实时系统的行为进行模拟和性能分析。利用时延Petri网到时间自动机等价转换算法（简记作TPN-to-TA 转换）,将一个描述实时系统的时延Petri网模型转换成与其语义等价的一组时间自动机模型。使用时间自动机中成熟的模型验证工具Uppaal对此时延Petri网的模型进行验证。     

Petri nets for modelling metabolic pathways: a survey

In the last 15 years, several research efforts have been directed towards the representation and the analysis of metabolic pathways by using Petri nets. The goal of this paper is twofold. First, we discuss how the knowledge about metabolic pathways can be represented with Petri nets. We point out the main problems that arise in the construction of a Petri net model of a metabolic pathway and we outline some solutions proposed in the literature. Second, we present a comprehensive review of recent research on this topic, in order to assess the maturity of the field and the availability of a methodology for modelling a metabolic pathway by a corresponding Petri net.     

Petri net models for the semi-automatic construction of large scale biological networks

For the implementation of the virtual cell, the fundamental question is how to model and simulate complex biological networks. During the last 15 years, Petri nets have attracted more and more attention to help to solve this key problem. Regarding the published papers, it seems clear that hybrid functional Petri nets are the adequate method to model complex biological networks. Today, a Petri net model of biological networks is built manually by drawing places, transitions and arcs with mouse events. Therefore, based on relevant molecular database and information systems biological data integration is an essential step in constructing biological networks. In this paper, we will motivate the application of Petri nets for modeling and simulation of biological networks. Furthermore, we will present a type of access to relevant metabolic databases such as KEGG, BRENDA, etc. Based on this integration process, the system supports semi-automatic generation of the correlated hybrid Petri net model. A case study of the cardio-disease related gene-regulated biological network is also presented. MoVisPP is available at .     

着色Petri网应用研究

着色Petri网是在经典Petri网理论基础上增加了token类型和网的模块这两个功能,它现在已成为一种较完善的语言,可以用来对各种系统规范和协议等进行设计、规范描写、仿真和验证等。文章对着色Petri网的基本理论进行了简单介绍,并对一个简单的通信协议进行建模和分析,提出了今后着色Petri网发展的一个主要方向。     

基于Petri网化简技术的工作流模型正确性研究

为了更有效地对工作流模型进行分析验证，提出了一种基于Petri网化简技术的工作流模型正确性验证方法。在对各种工作流模型验证技术深入研究的基础上，通过对非自由选择网结构活性和有界性的分析，给出了针对Petri网中非自由选择部分的分析方法。在保持活性和有界性的前提下，给出了将活的且有界的非自由选择部分转化为自由选择部分的转化方法，从而将非自由选择的Petri网验证问题转化为自由选择Petri网的验证问题。通过一个例子说明了如何使用该文提出的方法来验证模型的正确性。     

面向对象Petri网的网络传感器管理系统建模

传感器资源管理是一个复杂的系统工程，特别是在分布式传感器网络中，传感器种类繁多，使用一般的Petri网建模方法很难对系统作一形象描述。本文提出了一种应用面向对象Petri网对该系统进行建模的方法，并针对网络传感器管理特点，构造了网络传感器管理系统模型。     

动态描述逻辑动作间关系的Petri网分析方法研究

针对动态描述逻辑动作理论在描述和分析多个动作间关系(尤其并发关系)时能力的不足, 提出对多个动态描述逻辑动作间关系描述和分析的 Petri 网方法. 首先讨论了动态描述逻辑动作的等价 Petri 网描述, 进一步通过对动作描述的推理和各个动作的 Petri 网共享合成操作, 得到多个动态描述逻辑动作的 Petri 网系统. 在此基础上, 应用 Petri 网的相关理论与方法, 如可达图分析方法, 研究了多个动态描述逻辑动作间关系的分析与判定方法, 对动态描述逻辑动作理论的描述和分析能力进行了必要的扩充.     

基于Petri网的信息系统层次结构分析

具有网络通讯结构的信息系统在以Petri网为模型进行描述时可以归结为两类加权有向网络系统的研究,文章首先将Petri网模型描述下的信息系统结构分解为由两类性质不同的系统要素构成的有向网络图,并对这两类有向网络图引进了加权核和加权核度的概念和定义。在此基础上,提出了基于加权有向网络图的信息系统结构层次分析法。     

Determination of path identifiers for reliability analysis of a broadcasting network using Petri nets

A Petri net approach for determination of the sets of path identifiers for reliability analysis of a broadcasting network is presented. The firing concept of Petri nets is exploited to give a Petri net interpretation to certain properties of the network. The dynamic behaviour of the system under study is represented in the form of token movements within the model. The various entities of Petri nets are assigned an appropriate interpretation for studying the behaviour of the system at different levels. Corresponding to the source node and each of the terminal nodes, a vector, representing the state of the Petri net interpreted model, is defined by assuming a token initially at the source place and finally at one of the terminal places. The reachability and marking concepts are then used to determine all success states of the system. The developed algorithm has been coded into FORTRAN-77 and the complete package is available. The proposed technique is extremely simple as it uses only vector additions on the columns of the place-to-transition incident matrix.     

基于着色Petri网仿真模型的安全协议分析

采取形式化方法验证协议的安全性,Petri网是有效的方法之一,但传统Petri网分析过程中经常会出现状态空间爆炸问题。该文采用了基于着色Petri网建立安全协议及入侵者攻击的仿真模型方法,从而获得仿真数据。该方法利用逆向状态分析和Petri网可达性分析,能有效地发现协议中的安全漏洞。并且,如果能恰当地控制好状态空间,则能有效地克服Petri网分析过程中的状态空间爆炸问题。该文给出的利用着色Petri网建立安全协议仿真模型分析的一般方法,实例说明该方法具有普适性,并且方便利用Petri网自动化分析工具实现自动化分析。