含有非马尔可夫过程的排队Petri网模型和性能分析

本文提出了一种新的高级性能模型技术,称作NM-QPN(含有非马尔可夫过程的排队Petri网,Queuing Petri Net including Non-Markovian processes),它综合了排队网,随机Petri网以及模拟求解各自的特点.NM-QPN以模拟模型为总体框架,发挥排队网和随机Petri网各自的优势对系统进行建模.提出了一套完整的NM-QPN模型求解方案,通过流等价方法将模型中的马尔可夫过程进行化简,这样可以大大减少模型的状态,最后再用模拟求解方法求解剩下的非马尔可夫过程.     

一种随机Petri网性能等价化简与分析方法

随机Petri网模型是系统性能评价的有力工具,但其状态空间随模型规模的增长而指数性增长的问题限制了其对复杂和大规模系统模型的性能数量分析能力.因此,在对模型进行分析之前,先对其进行适当的性能等价化简,是一种更为可行的分析方法.本文首先讨论了一类随机Petri网-基本随机Petri网(ESPN)的性能等价分析方法,这类随机Petri网由顺序、并行、选择和循环等四种基本结构及其组合构成.作者推导出这四种基本结构的性能等价公式,并运用自底向上逐步综合替代的分层分析方法,给出这类随机Petri网模型的性能等价化简分析方法,该方法的复杂性随模型增长而线性增长,有效解决了其性能数量分析问题.然后,讨论了两种非基本结构到基本结构的转换规则,使得复杂的随机Petri网模型也可能转换为ESPN模型,从而使性能等价算法可应用于一般随机Petri网.     

三划分问题可多项式归约为唯一可达向量Petri网可达性问题

为了对基于唯一可达向量Petri网(URV-PN)的密码体制进行密码分析工作,有必要对唯一可达向量网系统的数学本质和各种性质进行深入的研究.定义了扩展的三划分问题,三划分问题是扩展的三划分问题的一种特殊情况;给出了一个一般的多项式时间复杂度算法构造扩展的三划分问题的Petri网模型;证明扩展的三划分问题有解当且仅当所构造的Petri网模型中某个标识可达;从而说明三划分问题可多项式归约为唯一可达向量Petri网系统的可达性问题,从而给出了求解唯一可达向量网系统可达性问题的一个复杂度下界.     

基于扩展Petri网的雷达组网系统的建模与分析

利用扩展Petri网建立了雷达组网系统模型,通过模型的分析,解决了各雷达之间的同步问题,给出了系统冲突的处理方法,然后将扩展Petri网与排队论结合起来,定量描述了系统的统计性能;最后运用建立的模型进行了仿真实验。研究表明,扩展Petri网是雷达组网系统建模与分析的一种有效途径,为系统的结构优化与效能评估提供了依据。     

MapReduce的随机Petri网模型研究

首次提出用随机Petri网为MapReduce逻辑模型建立Petri网模型的思想,目的在于采用随机Petri网工作流性质对其进行分析。因此,在研究MapReduce逻辑模型的基础上,为其建立了随机Petri网模型。该随机Petri网模型符合随机Petri网工作流系统的性质,本文利用随机Petri网的工作流系统的性能等价公式,分析了模型的性能,最终求出整个系统的性能参数。该性能参数能够很好地说明MapReduce处理大数据集的优势。     

非支配解竞争模型下的电力系统无功优化

传统的电力系统多目标粒子群优化算法利用权重系数将问题转化为单目标求解,从而忽视了各目标函数间的竞争关系。针对这一问题,设计出一套非支配解竞争模型并运用到电力系统多目标无功优化中,同时以降低有功网损和减少电压偏差为目标,使二者在充分竞争的情况下得出Pareto最优解。在IEEE-14节点系统上进行仿真实验,仿真结果给出了有功网损和电压偏差之间的竞争关系,该算法一次运行可以得出多组非支配解,电力决策者可根据实际问题的需要选择最终满意的Pareto最优解,具有很好的灵活性与多样性。仿真结果表明,该方法是一种能够有效求解电力系统多目标无功优化问题的新思路。     

基于随机Petri网的虚拟网可生存性模型研究

针对在描述可重构服务承载网(RSCN)差异化服务需求时无法定量描述其安全属性的问题,提出了一种RSCN可生存性模型。模型基于随机Petri网构建,首先构建RSCN的非马尔可夫随机Petri网模型,再基于最常用的先到先服务(FCFS)故障修复策略得到系统状态可达图,通过引入补充变量建立系统状态概率方程,并最终求解得到该模型。通过仿真实验对该可生存性模型的有效性进行验证,仿真结果表明,理论模型计算结果与仿真结果拟合性较好,可用于描述基于FCFS故障修复策略的RSCN可生存性能。     

基于蚁群优化的时间Petri网及其在柔性制造系统调度优化中的应用

Petri网的优化调度求解主要采用基于状态空间的智能搜索方法,执行效率往往不高.提出基于蚁群优化的时间Petri网,通过在Petri网的变迁和进化规则中引入蚁群优化机制,改变Petri网原有的非确定性选择行为,使之具备蚁群寻优选择智能行为,克服了需要基于状态空间进行启发式搜索的缺陷,提高了调度优化的计算效率.最后应用蚁群优化时间Petri网模型,对柔性制造系统的区间Job Shop调度问题进行建模和优化求解.实验结果进一步验证了所提模型和方法的有效性.     

支持异常处理的软件系统可用性分析

提出一种基于随机Petri网(Stochastic Petri Net,SPN)的支持异常处理的软件系统可用性建模与分析方法.在建立支持异常处理的元结构SPN模型和支持异常处理的典型结构SPN模型的基础上,给出了支持异常处理的软件系统可用度求解方法.最后,以某汽车厂零部件采购系统为例,在建立其SPN模型的基础上,分析了系统的可用度参数.可以为软件系统异常处理的分析与设计提供理论参考.     

高阶非线性非自治系统分析研究

为了更有效的解决高阶非线性非自治系统的求解问题,提出基于等效小参数法的高阶非线性非自治系统的求解方法,应用分解法原理,通过引入谐波平衡和同阶小量相等,建立一类非线性动态系统周期解的逆算符表达的递推算法,将高阶非线性非自治系统转化成一个通用方程,然后利用Matlab开发出相应的软件系统,实现计算机自动求解。对包含sin（t）或cos（t）的非线性非自治GENESIO系统和非线性非自治COULLET系统使用等效小参数法进行详细推导,分别求解非自治GENESIO系统和非自治COULLET系统的周期解,该算法具有较高的计算精度和较大的普适性,是求解一类非线性非自治系统周期解的有效方法。     

Recursive computation of steady-state probabilities of nonproductform queueing networks associated with computer network models

Consideration is given to the exact computation of the equilibrium state probabilities of a class of non-product-form queueing networks that is of interest for communication systems. It is shown that a specific structure in the state transition lattice leads to a sequential method of solution. The method is sequential either in terms of individual states or in terms of subsets of states. In the former case, algebraic recursions for the state probabilities can be developed. In both cases, substantial computational savings are possible     

Numerical Solution for Fractional-Order Differential Systems with Time-Domain and Frequency-Domain Methods

For a general nonlinear fractional-order differential equation, the numerical solution is a good way to approximate the trajectory of such systems. In this paper, a novel algorithm for numerical solution of fractional-order differential equations based on the definition of Grunwald-Letnikov is presented. The results of numerical solution by using the novel method and the frequency-domain method are compared, and the limitations of frequency-domain method are discussed.     

NCS中的信息安全求解策略

网络控制是计算机、通信与控制技术结合发展的必然产物，具有开放性特征的网络控制系统面临着控制信息安全问题。针对网络控制系统的典型体系结构和信息安全需求，提出了基于分层思想和资源匹配的网络控制系统信息安全求解策略。     

实现基层电子政务信息安全的一种解决方案

信息安全是计算机网络技术发展和应用中的关键问题之一,在基于互联网的基层电子政务网络中,该矛盾更加突出。文章分析了基础电子政务存在的各种安全隐患,结合作者的工作实际,提出了在基层电子政务系统建设中应该采取的安全策略,并结合产品的应用介绍了实现基层电子政务信息安全的一种解决方案。     

离散系统差分方程的求解问题

讨论了差分方程经典解法的有关问题。对于可以用差分方程．y(k) an-1y(k-1) an-2y(k-2) … a0y(k-n)=f(k)(f(k)为因果信号)描述的离散因果系统直接用初始状态(即y(-1),y(-2),…,y(-n))来确定完全响应中齐次解的待定常数,而不必导出初始值(即y(0),y(1),…,y(n-1))。     

银行叫号手机排队系统解决方案

随着银行业务的不断发展,出现了人们对于银行排队服务的日益不满,对此,项目组在基于当前银行叫号排队系统的基础上,设计了银行叫号手机排队系统,该系统是为了满足广大储户办理存取款业务,实现方便快捷排队的需求而设计的一套无纸化、网络化、智能化的信息系统.储户不必到营业厅现场即可通过无线网络实现排队；通过向储户反馈相关网点排队人数而提醒储户选择离自己较近的并且排队人数较少的网点进行排队,以此来减少储户在银行营业厅排队办理业务时白白浪费的时间,极大的方便了银行存蓄用户,合理分化了排队人流.     

Comparing ladder logic diagrams and Petri nets for sequencecontroller design through a discrete manufacturing system

Design methods for sequence controllers play a very important role in advancing industrial automation. The increasing complexity and varying needs of modern discrete manufacturing systems have challenged the traditional design methods such as the use of ladder logic diagrams (LLDs) for programmable logic controllers. The methodologies based on research results in computer science have recently received growing attention by academic researchers and industrial engineers in order to design flexible, reusable, and maintainable control software. Particularly, Petri nets are emerging as a very important tool to provide an integrated solution for modeling, analysis, simulation, and control of industrial automated systems. This paper identifies certain criteria to compare LLDs and Petri nets in designing sequence controllers and responding to the changing control requirements. The comparison is performed through a practical system after introducing “real-time Petri nets” for discrete-event control purposes. The results reported in this paper will help: (a) further establish Petri net based techniques for discrete-event control of industrial automated systems; and (b) effectively convince industrial practitioners and researchers that it is worthy and timely to consider and promote the applications of Petri nets to their particular discrete-event control problems     

Formulating and solving optimization problems using stochastic timed Petri nets

Stochastic Timed Petri Nets (STPNs) have been used to study the performance of various aspects of computer systems. We describe an innovative way to use these models to solve optimization problems. We outline the steps by which an STPN model can be employed to find the solution to the optimal directory placement problem.     

随机非线性系统自由状态方程的任意阶近似解

针对非线性系统的随机性的特点,提出了随机非线性系统自由状态方程的任意阶近似解法.该解法从自由状态空间中的广义朗之万梯度方程出发,利用常数变易法导出了与广义朗之万方程等价的广义的第二类非线性、随机性Valterra积分方程,采用逐次逼近法求得了方程的任意阶近似解.最后,讨论了非线性、随机性对系统状态空间转移的影响.随机非线性系统自由状态方程的任意阶近似解法为随机非线性系统的定量分析提供了一种有效方法.     

SWD型溶液水分测定仪在工作电解液水分测定中的应用

叙述了ＳＷＤ型溶液水分测定仪的设计思想、工作原理等，该仪器可在各种溶液中直接测定含水量，通过实例说明该仪器也可广泛用于电解电容器厂家生产工作电解液中的水分测定；又采用特殊结构和温度补偿器可获得过去没有的性能优良、价格低廉的水分测定仪，可望扩大其用途。