变迁特性服从不同分布的SPN最优路径序列寻找

现实中的很多问题可以建模为随机Petri网(SPN)的主干路径寻找问题。假设SPN中变迁所代表的单元是可修复的,变迁的可靠度服从威布尔分布,维修度服从对数正态分布,在此基础上提出广义维修时间的概念,并得到了单元稳态可用度、系统稳态可用度计算方法。为了获取该类SPN的主干路径,根据蚁群算法和SPN的特点提出了一种网络元素可以记录少量信息的带变迁可用度的SPNMA网。在SPNMA运行时,大量的托肯在SPNMA中行走并且在行走过程中留下信息素,以变迁的综合成本,稳态可用度和信息素作为调整托肯路径选择的主要依据;引入基于均匀分布信息量均衡算子、基于正态分布的信息素权重因子和随机托肯等新方法对蚁群算法进行改进,蚂蚁优先选择综合成本低的路径,最终在最优主干路径上形成清晰的蚁路。仿真结果表明托肯可以有效地在最优路径上形成清晰的蚁路。     

基于Petri网的顾及转向延误的最优路径算法

针对双向通行的交通运输网络结构复杂,且城市道路交叉口的转向延误不可忽略的问题,提出基于无向Petri网的顾及转向延误的最优路径智能搜索算法.从赋予托肯另外两种状态和拓展定义变迁的使能规则两方面对Petri网进行扩展,将网络站点间的最优路径问题转换为求解在限制区域内托肯在节点间通行的最短时间消耗问题.算例模拟和实例分析结果表明了算法的可行性和有效性.     

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Petri网仿真的产品概念设计效率分析

产品概念设计的效率直接关系到企业竞争力及市场占有率,团队工作是企业进行产品概念设计的本质特征。该文在分析出团队工作特征及Petri网能很好表述这些特征的基础上,用Petri网对产品概念设计流程进行了建模,给出了用随机Petri网(SPN)分析团队工作效率不足的同时,提出用仿真手段进行分析的方法。具体过程中,给出了变迁时间确定方法和变迁行为的控制策略,得出了不同仿真次数下特定库所获得托肯的平均时间及方差。结果表明,基于Petri网仿真的产品概念设计效率分析不仅效果可行而且比传统的SPN方法更为通用。     

基于TdPN的迷宫问题求解

在对传统迷宫求解算法的不足进行分析的基础上,提出一种新的基于时延Pctri网求迷宫通路的算法(Algorithm of Maze problem based on TdPN, M-TdPN)。先将迷宫中冗余点填充为墙,再将简化后的迷宫转换成时延Petri网,利用Petri网的并发性,保证运行过程中每个参与活动的托肯个体都有自己的活动轨迹,最终出口库所中每个托肯上附着的全序时间线即为迷宫中通路。算法有效地提高了迷宫中可行路径的搜索效率。仿真结果表明,对多拐点、大规模的复杂迷宫的求解效果优于回溯法。     

混合动态系统SPN的可达性分析

根据混合动态系统SPN(Stochastic Petri Nets)模型的运行规则,给出了几种典型结构(串行结构、并行结构、冲突结构)中变迁的可激发以及可激发成功概率的计算方法,在此基础上,计算出托肯沿几种基本路径(简单串行路径、简单并行路径、简单Fork/Join路径)从起始库所到达终止库所的可达概率,同时从宏观状态的角度构建了该SPN模型的状态可达树,通过可达树可以判断状态间的可达性并计算可达概率.     

基于层次颜色Petri网的交通紧急调度算法与建模

针对城市交通网络中紧急车辆在行驶区段中如何较快地到达终点的问题,提出了一种基于Petri网的交通紧急控制策略模型。利用Davidson函数中行驶时间与交通流之间的对应关系,得出紧急车辆在道路上的最短行驶时间,并将其作为权重,运用Dijkstrsa算法进行最短路径寻优;采用紧急信号灯控制策略对最短路径上的交叉口信号灯进行了调整,减少紧急车辆在交叉口的延滞时间,并运用Petri网理论,建立紧急车辆在交叉口的紧急信号灯控制模型。为了描述紧急信号灯控制策略的动态行为特性,将其各部分关键要素分别设计为相应的Petri网子模型。通过模型的一个仿真实例,进行了紧急控制策略与普通策略的实验对比,实验结果表明前者可以对紧急车辆的到达时间进行优化。     

部分可观Petri网结构信息在故障诊断中的应用

针对离散事件系统的故障诊断问题,本文提出了一种基于部分可观Petri网结构信息的诊断方法.它包括两个部分,第1部分利用故障变迁的可诊断子网确定故障变迁的可诊断性.第2部分在故障可诊断的基础上提出一种在线故障诊断方法:首先,利用Petri网的几种基本子网来分析故障变迁的可诊断子网的结构信息;其次,根据给定的可观测变迁序列和可诊断子网的结构特征来描述子网内部托肯的流动形式;最后,定义故障函数,并结合具体实例来描述故障变迁的发生情况.该故障诊断的方法基于部分可观Petri网结构信息,无需遍历系统状态空间,免去多项式级的计算复杂性,能够满足实时性的要求.     

XML查询方法的设计与研究

提出了用Petri网建立XML语义结构模型的设计方法，根据XML的DTD结构建立描述XML语义结构的Petri网模型，DTD结构中的元素声明和属性声明对应Petri网模型中的一个或一组变迁，声明中的元素或属性对应Petri 网模型中的库所，把XML查询中的路径表达式定义为Petri网库所中的Token。根据Petri网模型的结构生成存储XML数据的关系数据库模型，将XML的查询问题最终转化为数据库中数据的查询操作。 XML；Petri网；路径表达式；查询     

工作流赋权性能有色Petri网建模方法

针对经典Petri网存在工作流无严格限制和定义,不同方式下变迁的托肯(Token)(包括了种类、数量、流向)绑定、后续库所到达以及对多性能描述与分析无法有效处理的问题,通过明确定义Petri网工作流结构、颜色集和加入多性能的衡量分析,提出工作流赋权性能有色Petri网。介绍了该方法的基本概念、权值向量和基本结构,并以危化品物流流程为实例,从时间和安全两个维度给出了危化品物流流程建模及性能测算方法;然后对危化品物流流程进行了建模、性能测算和分析,经测算其总体性能为3.8094;最后利用筛选模型中各路径的时间性能和危险度的差路,找出制约危化品物流流程的瓶颈,从而证明该方法是工作流多性能分析的有效方法。     

A measure of mental workload during multitasking: Using performance-based Timed Petri Nets

Multitasking is common in emergency, which will result in man-made error due to many factors such as inappropriate Mental Workload (MW). To improve the performance under multitasking, the automatic equipment or assistive systems carry out task/interface optimizations according to the MW evaluation results, and the effectiveness of these technologies depends on how to choose an appropriate MW evaluation model. This paper has developed a performance-based Timed Petri Nets (TPN) model to evaluate MW during multitasking. The concrete functioned places and transitions, were proposed to structure a human resource allocation and recovery processes in TPN. The characteristics of operator are interpreted as initial markings of places and delay of transitions. Task performance is calculated as the difference between the triggering time of two transitions and a behavior process structure, respectively. The real-time MW is quantified and expressed as the remaining percentage of tokens in the attention resource place. A case study of triple-task execution was examined for verification of the model. Furthermore, the distinguishability and stability of the model, its comparison with ACT-R, and the application in task optimization were discussed.Relevance to industryThe Timed Petri Nets-based model can analyse the influence between mental workload and system states while proposed quantitative and individualized results of mental workload, which can direct a mental workload-based task optimization in safety-critical systems under multitasking in the design phase.     

基于赋时有色Petri网的Web组合服务建模

面向Web服务的业务流程执行语言I3PEL本身缺乏健壮的语义,构建Web组合服务又是一种易于出错的任务。基于有色赋时Pctri网,提出了从13PEI描述的Wcb组合服务流程到有色赋时Pctri网模型的转换方法。在转换过程中考虑了I3PEL活动的执行方式和执行环境,如时间、环境属性等,给出了更为精确的模型,为更好地使用工具和现有方法验证和测试Wcb组合服务莫定了基础。并给出了这种转换方法的应用实例。     

A Generalized Timed Petri Net Model for Performance Analysis

We have developed a Generalized Timed Petri Net (GTPN) model for evaluating the performance of computer systems. Our model is a generalization of the TPN model proposed by Zuberek [1] and extended by Razouk and Phelps [2]. In this paper, we define the GTPN model and present how performance estimates are obtained from the GTPN. We demonstrate the use of our automated GTPN analysis techniques on the dining philosophers example. This example violates restrictions made in the earlier TPN models. Finally, we compare the GTPN to the stochastic Petri net (SPN) models. We show that the GTPN model has capabilities for modeling and analyzing parallel systems lacking in existing SPN models. The GTPN provides an efficient, easily used method of obtaining accurate performance estimates for models of computer systems which include both deterministic and geometric holding times.     

Ada中实时结构的Petri网建模与分析

本文从一般时间网出发，派生出一种简单时间网，并建模了延迟，分支选择，异步选择，优先权等Ada实时结构，特别是把优先权处理为一种时间特性，这样不仅扩充了Petri网在Ada中的建模能力，同时可以更加准确刻画Ada程序行为。     

时间Petri网保持活性、有界性的两个充要条件

活性和有界性是Petri网最重要的性质，对于传统Petri网的这些性质，国内外学者作过大量的研究工作，并且得到了不少成果，而对含时间因素的Petri网的这些相应性质国内外研究得很少。本文首先介绍了时间Petri网TPN的若干基本定义，然后说明了时间Petri网TPN的活性、有界性和对应传统Petri网的相应性质并无关系，接着给出了时间Petri网保持活性、有界性的时间区间上的两个充分强要条件。为利用传统Petri网的性质判定结果来判定时间Petri网的相应性质提供了可能性。     

基于分层时延CPN的轧钢物流系统建模

用户需求的多样性和随机性会导致生产过程物流异常复杂.针对该问题,提出一种基于分层时延着色Petri网(CPN)的轧钢物流系统模型,采用自顶向下的建模方法,利用CPN对轧钢系统中功能相同的设备进行不同着色,从而降低Petri网的规模以及防止系统模型的空间爆炸问题.实验结果表明,该建模方法能真实反映复杂系统的特点,并为其优...     

Modeling and scheduling of ratio-driven FMS using unfolding time Petri nets

In this paper, we focus on the analysis of a cyclic schedule for the determination of the optimal cycle time and minimization of the Work in Process (WIP for short). Especially, this paper deals with product ratio-driven FMS cyclic scheduling problem with each other products and ratios using Timed Petri nets unfolding (TPN for short). TPN slicing and unfolding are applied to analyze this FMS model. We can divide original system into subsystem using TPN slices and change iterated cycle module into acyclic module without any loss of other behavior properties.     

一种兼顾协议正确性验证和性能评估的Petri网方法

基于Petri网的协议形式化分析方法由于其精炼、简洁和无二义性逐步成为分析协议的一条可靠和准确的途径,但是协议的形式化分析目前研究还不够深入,协议分析的两个重点内容正确性验证和性能评估所需要的模型不同,一种模型只能解决一方面的工作。为了有效地解决这一问题,文中提出了一种用原型Petri网作为协议验证模型的思路和方法,在不改变原型Petri网结构的基础上对变迁赋予发生时延,解决了协议的性能评估问题。本文还给出了协议验证内容与Petri网分析方法的对应关系,并对0-1停止等待协议进行了详细的分析,最后把0-1停止等待协议的原型Petri网模型转化为时延Petri网,对协议的性能进行了评估。