时间约束Petri网及其可调度性分析与验证

时间约束Petri网(timing constraint Petri nets,简称TCPN)是一类重要的时间Petri网系统.对相关定义重新界定,丰富并完善了TCPN理论.针对变迁可调度原始定义的不足,首先给出了变迁的弱/强可调度的新定义及强可调度判定定理;然后对变迁的强可调度进行了拓展,提出了TCPN时间可调度的概念,并结合Petri网结构给出了TCPN时间可调度判定定理;最后对TCPN的相关特性进行了研究.TCPN对时间Petri网的研究工作将起到启发作用,并对实时系统的描述和建模工作具有一定的参考价值.     

炼油生产调度的混合Petri网建模

文章首先分析了炼油生产调度问题,指出炼油生产调度是一个既具有连续时间特性,又具有离散事件特性的混合动态系统,针对这种特性,该文在研究了连续Petri网和混合Petri网之后,将混合Petri网用于炼油生产调度系统的建模,为解决炼油生产调度的实时性问题提供了有力工具。     

基于广义随机Petri网的网格调度模型

针对网格资源调度中负载不均衡问题,在基于QoS且具有容错性的任务调度算法基础上提出一种基于任务优先级的QoS约束参数的调度策略。采用广义随机Petri网建立网格调度模型,增加Petri网的抑制弧功能,实现优先调度策略。结果证明了该策略优先运行紧迫任务,并且其运行任务时间和费用的综合代价较小。     

基于Petri网与遗传算法的可重入生产系统调度

可重入生产系统调度问题属于NP难题,该文建立了系统的扩展Petri网模型,并且将遗传算法方法与调度规则结合起来用于解决可重入生产系统的调度问题。针对可重入生产系统生产过程的动态复杂性,首先建立了一类综合调度规则,然后提出了基于设备分组与分时段的综合规则组合的可重入生产系统调度策略,并采用遗传算法与基于Petri网模型的过程仿真相结合的方法对综合规则组合进行优化,仿真比较验证了该调度策略的有效性。     

指挥调度系统在急诊科室的应用及其仿真分析

提出了一种基于指挥调度系统的医疗资源调度模型.调度模型综合考虑了内部和外部影响因素,构建了资源需求的优先顺序,并采用Petri网对对系统进行模块化建模,得出了一些符合要求的调度方案,根据采用指挥调度系统选择最优调度方案.仿真结果表明,提出的方法实现资源的动态管理,满足医院随时进行资源调度应急指挥的需求.     

基于HCTC_Ptri网的机场主要资源调度模型

针对多跑道机场主要资源调度问题,结合层次Petri网、有色Petri网、时延Petri网和受控Petri网理论,构建一种面向机场主要资源调度的混合Petri网——HCTC_Petri (hierarchical colored timed controlled Petri)网模型.通过设置合理的控制策略、动态调节模型参数,提高运行结果的稳定性.以多个新的航班时刻表为基础,预测机场的资源调度情况.实验结果表明,HCTC_Petri网模型在模拟机场主要资源调度时具有较高的准确性和稳定性,且中转航班进站前的延误总时间和总架次对过站后的延误情况影响较大.     

间歇式化工系统的Petri网优化调度与控制方法

为了解决复杂间歇式化工系统的优化调度和控制问题,提出了一种基于Petri网的优化调度与控制方法:首先,根据加工工艺,建立加工过程的赋时Petri网模型;其次,根据间歇式化工生产对象的拓扑结构,在该赋时Petri网模型中引入阀门系统的网结构,从而获得系统的受控Petri网模型;最后,利用可达图来计算加工时间最短的控制策略,借助网结构信息,得到了控制策略的阀门控制矩阵,并用一个示例演示验证了本文方法.     

基于平行Petri网的制造系统调度与控制一体化方法

为了消除制造系统调度层与控制层之间的隔阂,实现对生产事件快速灵活响应,本文提出了一种调度与控制一体化的方法.首先,定义了一种新型Petri网模型,即平行Petri网,从而集成地描述了传感器、执行器、任务和资源信息,构建制造系统的信息物理系统模型;其次,提出了一种从平行Petri网到赋时Petri网的抽象简化方法,大规模压缩优化调度所需搜索的状态空间;再次,定义了策略Petri网以描述最优调度策略.最后,给出了平行Petri网与策略Petri网同步执行算法,使得平行Petri网与物理系统同步执行.     

时间Petri网在即时检验流程建模中的应用

针对即时检验系统的设计与开发建模问题,提出一种基于时间Petri网的并发系统建模分析方法,为即时检验流程设计建立较为准确的信息化模型。通过将活动持续时间概念引入Petri网模型中,提出了适用于即时检验系统建模的时间Petri网建模方法,并设计了嵌入Petri网模型中的调度仿真器协助分析、优化即时检验控制过程。仿真实验结果表明所提出的时间Petri网建模方法在可达节点和运行时间等方面能够满足并行多类别即时检验调度与控制系统的流程建模实际需要,为流程仿真和分析提供有力工具,从而辅助系统设计者对即时检验系统进行优化。     

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。     

Stability analysis of buffer priority scheduling policies using Petri nets

A Petri net approach to determining the conditions for stability of a re-entrant system with buffer priority scheduling policy is described in this paper.The concept of buffer boundedness based on the dynamic behavior of the markings in the system model is emphasized.The method is used to demonstrate the stability of the first buffer first served(FBFS)and the last buffer first served(LBFS)scheduling policies.Finally a sufficient condition for instability of systems with a positive feedback Joop(PFL) is established,and an example is given.     

基于Petri网的启发式生产调度

提出一种新的柔性制造系统调度方法.该方法可以通过引入测试弧增强普通Petri网 的建模能力,可以对系统中的设备维护、设备优先级以及操作优先级进行建模,并进一步利用搜 索算法对模型的状态转换空间进行启发式搜索得到优化调度.文中的实例展示了算法的有 效性.     

A sufficient condition for instability of buffer priority policies in re-entrant lines

We use a buffer-boundedness approach to study the stability of re-entrant lines with a buffer priority scheduling policy. Using Petri net models we establish a sufficient condition for instability of such systems having a positive feedback loop. An example of unstable systems is also given.     

网格计算资源调度的层次Petri网建模与分析

本文给出了网格计算资源的三层调度方案，并利用层次颜色Petri网对这一调度方案进行了建模与分析。对不同层次的资源调度建立了相应的颜色时延Petri网模型，不同层次的颜色时延Petri网模型可以有不同的行为表现，体现了网格计算资源的异构、自治等特点。给出了层次颜色Petri网的可迭任务图的概念及构造算法，并利用可达任务图，对网格计算资源调度系统的运行状态进行了分析。     

COMPLEXITY REDUCTION FOR OPTIMIZATION OF DETERMINISTIC TIMED PETRI-NET SCHEDULING BY TRUNCATION

Methods of applying Petri nets to model and analyze scheduling problems, with constraints such as precedence relationships and multiple resource allocation, have been available in the literature. Searching for an optimum schedule can be implemented by combining the branch-and-bound technique with the execution of the timed Petri net. The resulting complexity problem in a large Petri net is handled by a truncation technique such that the original large Petri net is divided into several smaller subnets. The complexity involved in the analysis of each subnet individually is greatly reduced. However, as illustrated in this paper, the schedules for the subnets obtained by treating them separately may not lead to an optimal overall schedule for the original Petri net. To circumvent this problem, algorithms are developed that can be used to search for a proper schedule for each subnet such that the combination of these schedules yields an overall optimum schedule for the original timed Petri net. These algorithms are based on the idea of Petri net execution and branch-and-bound with modification. Finally, the practical application of the timed Petri net truncation technique to scheduling problems in manufacturing systems is illustrated by an example of multirobot task scheduling.     

着色时间工作流网任务调度的时间约束分析

为实现工作流管理系统中的任务调度和时间管理,避免流程在多任务运转时产生溢出,提高流程的工作效率。采用不固定时延定义了着色时间Petri网,通过控制任务间的最小时距避免了溢出,并用任务监测器实现了相应的控制策略。以各任务间的时间间隔最小为优化目标,对串行、并行、条件选择和循环四种基本着色时间工作流网进行了时序分析和任务调度,推导出多任务在基本着色时间工作流网调度的数学模型和着色时间工作流网整体运行时间函数的计算公式。最后通过一个审批流程对论述的任务调度方法进行了验证。     

时间Petri网与GA-PSO算法相结合的并行测试

摘 要：并行测试任务调度方案在自动测试系统中一直是尚未解决的难题。本文基于Petri网理论的基础,建立了并行测试的时间Petri网模型,并且首次将GA-PSO算法引入到时间Petri网的变迁序列的寻找过程中,快速地求得了最优调度方案。仿真结果表明,本算法能够以较大的收敛概率快速地收敛,最终得到最优变迁序列。     

一种用于柔性制造系统仿真的图形Petri网软件工具

本文致力于图形Ｐｅｔｒｉ网软件工具—ＧＰＮＳＴ软件包的设计与实现。首先介绍了ＧＰＮＳＴ的结构和功能，分析了它在Ｐｅｔｒｉ网图形编辑和网结构分析方面的能力；其次正式定义了Ｐｅｔｒｉ网的扩展—赋时着色Ｐｅｔｒｉ网（ＴＣＰＮ），并且使用ＴＣＰＮ建立了柔性制造系统（ＦＭＳ）的简化仿真模型。利用这个模型，能基本实现ＦＭＳ的动态仿真，同时显示整个仿真的过程；最后将调度算法、启发式规则、ＴＣＰＮ模型和仿真结合起来，构成一个基于专家系统的调度器，产生出虽非最优，但是具有比较好结果的可行调度，有效地解决了动态仿真中的ＦＭＳ调度问题。