基于Petri网和并发调度标识图的并发任务调度的建模与分析

在云计算及网格计算环境下,由于资源具有分布、异构、动态、自治等特点,其并发任务的调度更加复杂,迫切需要强有力的图形与数学工具对其进行建模与分析。Petri网是描述与分析并发、异步、动态等事件的理想的图形与数学工具。给出了并发任务调度的加权时延Petri网模型。可达标识图是分析Petri网动态特性的一个重要工具,但它不能表达Petri网中变迁的并发关系,尤其是不便于分析被描述系统的时间特性。提出了并发调度标识图的概念,给出了构造时延Petri网的并发调度标识图的算法。最后,利用并发调度标识图分析了并行下载的时间特性。     

多功能流水线调度的Petri网分析

在单功能流水线的Petri网模型[1]基础上，给出了一种基于时延Petri网的多功能流水线建模方法。并给出其资源状态转换图来反映其运行过程中资源的使用状况，利用这种资源状态转换图可求出其任意输入序列的最佳调度方案。     

基于树型Petri网的网格资源调度模型

讨论树型网格环境下独立任务的调度问题,把网格资源计算能力和网络通信速度的异构资源调度问题转化为线性规划问题。提出网格资源调度的树型Petri网模型,基于速度优先的启发式资源调度算法对树型Petri网模型进行性能分析,验证了树型Petri网的单口模式传输特点。     

基于时延库所Petri网的动态联盟任务调度研究

针对动态联盟中任务调度的特点,提出了采用时延库所Petri网对动态联盟任务调度进行建模.给出了模型的形式化描述及变迁规则,对动态联盟中的产品加工类型进行了分类,并建立了各种加工类型的时延库所Petri网模型,分析了通过模型中零时差的库所求解关健路径和利用可达图求解合理调度方案的方法.最后,以实例表明了该方法的可行性和有...     

基于Petri网的工作流过程模型及资源分布分析

针对工作流系统的特点对时延Petri网模型进行扩展,提出了一种新的工作流建模方法,即扩展时延Petri网。给出了扩展时延Petri网的定义,并用该方法分析了工作流四种基本模型;给出了利用排队论和随机Petri网理论计算工作流模型时间性能指标的新方法,用这种方法可求得与实例到达率相关的工作流模型平均完成时间。最后应用上述方法讨论了工作流资源分布的几种模式,并与模拟结果加以对比,计算结果的最大误差在3%左右,说明基于扩展时延Petri网的方法是分析工作流系统时间性能的有效方法。     

自适应网格计算模型与分析

传统的网格计算框架不能满足计算系统资源多样性和动态性的日益增加。该文构建一个基于Agent的自适应网格计算框架,利用Agent的自治性、主动性,增加系统的自恢复能力,给出一个基于该文描述框架的实例,并且利用时间颜色Petri网建模,通过时间颜色Petri网的仿真工具对其进行仿真,仿真结果证明了自适应网格计算模型的有效性和可行性。     

容错计算网格作业调度模型的研究

网格技术的发展对网格系统的效率和服务质量提出了更高要求．在综合研究目前网格作业调度环境的基础上，提出一种容错计算网格作业调度的随机Petri网模型，并给出了网格作业分派策略和计算站点内的作业选择策略，以及容错计算网格的性能评价指标．仿真实验对容错计算网格的性能进行有效的分析，反映故障对网格中不同类别作业的影响．     

基于OGSA的网格服务管理模型研究

网格服务管理是网格计算的核心问题。通过对于目前网格服务管理体系架构的三种模型进行分析和比较,基于开放式服务体系架构(OGSA),探讨了网格服务管理系统的功能需求,进而设计了一种层次化的网格服务管理模型HGSM,描述了模型的工作流程。将网格服务管理分为任务分解、静态调度和动态调度三种层次,讨论了HGSM的各个层次的相关功能模块,以有向无环图和高级随机Petri网分别对于任务分解和服务调度提出了相关算法,算法中的可实施谓词、随机开关、实施速率等描述可以直接在SPN求解软件的编程中实现,从而为构造一种层次化的网格服务管理模型提供一个可实现的有效途径。     

基于层次颜色Petri网的全感应控制交通信号灯建模与仿真

针对平面交叉口单点全感应控制信号灯系统实时调度问题,提出一种基于层次颜色Petri网的交叉路口的信号灯动态配时控制模型。首先,运用模糊控制理论对车流量信息进行分类定义。其次,以采集到的车流量信息为控制参数,基于层次颜色Petri网理论建立基本的信号灯轮廓模型,再依据模型中实现的关键功能进行分层细化与逐步求精。此外,将计数器代替时延加入系统模型中,使模型能够直观简洁地反映出红绿灯的循环时间与车流量之间的切换关系。根据所得模型对该交叉口信号灯配时方案的性能指标进行评估与比较。最后,运用CPN Tools对系统模型进行计算仿真,并进行简单的优化性能分析。     

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.     

Minimizing cycle time and group scheduling, using Petri nets a study of heuristic methods

The objective of this paper is a study of minimizing the maximum completion time min F _max, or cycle time of the last job of a given family of jobs using flow shop heuristic scheduling techniques. Three methods are presented: minimize idle time (MIT); Campbell, Dudek and Smith (CDS); and Palmer. An example problem with ten jobs and five machines is used to compare results of these methods. A deterministic t-timed colored Petri net model has been developed for scheduling problem. An execution of the deterministic timed Petri net allows to compute performance measures by applying graph traversing algorithms starting from initial global state and going into a desirable final state(s) of the production system. The objective of the job scheduling policy is minimizing the cycle time of the last job scheduled in the pipeline of a given family of jobs. Three heuristic scheduling methods have been implemented. First, a sub-optimal sequence of jobs to be scheduled is generated. Second, a Petri net-based simulator with graphical user interface to monitor execution of the sequence of tasks on machines is dynamically designed. A deterministic t-timed colored Petri net model has been developed and implemented for flexible manufacturing systems (FMS). An execution of the deterministic timed Petri net into a reachability graph allows to compute performance measures by applying graph traversing algorithms starting from initial global state to a desirable final state(s) of the production system.     

基于Petri网的建设工程项目实施阶段资源建模与仿真*

基于分层赋时着色Petri网,构建了一个能够准确表达资源配置、任务持续时间及信息传递的资源模型,以便有效进行建设工程项目实施阶段的资源管理和优化配置.在建设工程项目实施阶段资源特点分析的基础上,对分层赋时着色Petri网中的非空颜色集合进行定义,并对资源管理中分层建模、资源分配和资源归还基础模型进行了研究,解决了基于分层赋时着色Petri网构建建设工程项目实施阶段资源模型的关键问题.最后,以某工业与民用建筑的实施阶段为例,进行资源管理模型的构建和仿真分析,验证了基于分层赋时着色Petri网构建建设工程项目实施阶段资源管理模型的正确性和有效性.     

土壤—植被混合地表红外辐射温度场的耦合建模方法*

目前混合地表温度场的数学模型忽略了地表内部各组分间的热通量交互,致使温度场模拟结果不够准确、真实.针对已有独立求解模型的不足,结合土壤-植被混合地表的材质组成及空间分布特点,建立温度场的耦合求解模型,通过在热平衡方程中引入组分间热通量的交互项,对土壤-植被-大气耦合的能量平衡过程进行描述.实验结果表明,利用耦合模型求解的混合地表的温度场分布和热图像特征与自然地表红外辐射特性的真实分布规律具有更好的一致性,从而验证了温度场耦合建模方法的有效性.     

基于Petri网的网格系统形式定义

Petri网有严格的数学定义,具有描述分布式通信计算系统的能力.通过分析网格系统的特点,高度抽象网格系统概念,基于Petri网原理,构造网格系统的库所和变迁,用有色Petri网系统给出网格系统的形式化定叉,并对相关概念进行了讨论.     

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。     

Colored timed Petri nets for modeling and analysis of cluser tools

In this paper, a colored timed resource‐oriented Petri net (CTROPN) is developed to model the cluster tools in semiconductor fabrication. It is structurally simple and concise, since each module in a cluster tool corresponds to a unique place in CTROPN. It is also powerful in modeling the qualitative and temporal behavior of the cluster tools with a single‐blade or dual‐blade robot. The initial transient behavior, steady‐state behavior and the final transient behavior can all be investigated through a single model. Copyright © 2010 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

基于时间Petri网模型的缓冲优先调度策略稳定性分析

描述了一种时间Petri网模型和方法,它能对具有缓冲优先调度可重入生产线系统进 行稳定性分析.基于系统模型标识的动态变化,以缓冲界限概念作为稳定性分析判据.这种方法 可用于具有固定优先次序调度策略的稳定性分析.推导了基本时间Petri网结构的稳定特性以 及具有正反馈环系统稳定的充分条件.这些研究结果可以用于多种实际系统的稳定性分析.     

工程项目工作流的Petri网表示及模型建立

根据工程项目产品实现过程与工作流组成的相似性,将工程项目的微观工作任务分解为基于工作流管理范畴的一个有机活动的操作序列。引入赋时Petri网和着色Petri网分别对项目活动的工期、项目所需的资源等属性进行描述,建立基于赋时着色Petri网的工程项目工作流模型,并分析资源配置规则和资源调用过程,为项目多活动、多任务间的协同管理打下基础。     

基于赋时有色petri网的维修过程模型

维修过程模型是研究维修保障系统结构与运行的基础。petri网模型具有直观、形象的优点,又是严格定义的数学对象,既可用于静态的结构分析,又可用于动态的行为分析,具有灵活的建模和强大的系统性能分析能力,是描述维修过程的有力工具。该文介绍了petri网方法的有关概念、特性。假定了典型的维修资源配置环境,对维修资源进行了分类。描述了典型的维修过程,应用赋时着色Petri网建立了维修过程的petri网模型。文章最后讨论了模型的应用。