着色Petri网及其在系统建模与仿真中的应用

在众多的系统建模方法和语言中,用着色Petri网（Colored Petri Net,简写CPN）建立的模型是可执行的,更有利于动态仿真,非常适合建模具有同步、并发、资源共享的大系统。文章介绍了CPN的基本概念及建模特性,阐明了CPN的实用价值及应用发展前景,并对一个军事系统一一空对空导弹攻击系统进行CPN的图形形式的建模分析,并用Design/CPN进行仿真验证。     

基于有色Petri网的自动化物流系统的研究

针对西安科技大学自动化物流系统的任务规划,在研究有色Petri网相关理论的基础上,采用基于有色Petri网的方法对该物流系统进行建模,并结合实际系统提出了CPN模型描述性定义,然后在CPN Tools环境下对系统出、入库操作两种操作和出、入库和移库3种操作进行仿真,通过对系统模型状态空间的分析,验证了有色Petri网应用在物流系统中的通用性以及该系统具有有界性和活性等特性,进一步论证了该物流系统任务规划的合理性,为整个系统的稳定性和多任务的协调操作奠定了理论基础。     

着色Petri网在科技计划项目管理系统建模中的应用

在深入研究科技计划项目管理业务基础上,鉴于Petri网的特点,提出了利用着色Petri网建模科技计划项目管理系统的方法.分析了着色Petri网适合于系统建模的原因,以项目管理评审环节为例讨论了着色Petri网在建模中的应用,并建立了基于着色Petri网的系统模型.通过对该模型的分析仿真结果表明,该方法是可行和有效的.     

基于HTCPN的工程项目群工作流建模与仿真

在工程项目群实施阶段框架模型构建的基础上, 基于分层赋时着色Petri网定义了工程项目群实施阶段工作流模型。借助CPN Tools仿真平台, 以某工程项目群实施阶段为例进行了实例建模与仿真, 验证了基于分层赋时着色Petri网构建工程项目群实施阶段工作流模型的有效性。该工作流模型能够全面、准确地描述项目群复杂系统的实施全过程, 为实现项目群管理中的进度风险分析和流程优化提供技术与方法的支持。     

排队系统的着色Petri网建模与分析

着色Petri网（CPN）是研究离散事件动态系统的有力工具,将着色Petri网引入排队系统建模中,能弥补排队模型缺乏动态逻辑行为分析能力的不足。针对排队系统一般模型建立顶层结构模型,并对排队系统的4个要素给出了具体的CPN描述。给出一个具体实例,阐明排队系统的CPN分析法的使用,利用仿真工具CPN-Tools对模型仿真实现,仿真结果与数学模型得出的理论值对比分析,验证了可行性。     

一种基于CPN的BPEL异常处理逻辑的开发方法

针对WS-BPEL在面向服务软件异常处理方面不够完善的问题,提出了一种基于着色Petri网描述的BPEL异常处理逻辑开发方法。该方法利用着色Petri网(CPN)形式化地描述BPEL的异常处理机制,建立BPEL的异常处理CPN模型,指导对BPEL的异常处理逻辑开发,并依据此建模思想,提出了一个BPEL的异常处理CPN模型的转换工具,用以实现将异常处理的BPEL着色Petri网模型转换成对应的带异常处理的BPEL代码。该工具可在输入的原始的没有异常处理功能的BPEL代码基础上,通过动态地添加BPEL的异常处理语言成份,形成带有异常处理功能的BPEL流程。最后通过引入供应商流程案例,阐述了该方法的具体使用过程。     

基于分层思想的基本通信系统CPN建模

针对通信系统建模复杂度高、可靠性差、模型缺乏形式化验证方法以及可重用性差的问题,提出一种基于分层思想,并结合面向对象的概念,利用着色Petri网(CPN)对基本通信系统进行建模的方法。该方法融合CPN和面向对象技术的优点,从形式化、可视化的角度描述基本通信系统的运行过程。以一个简单的基本通信系统为例进行建模,证明该模型与实际系统中的对象可以相互对应,易于理解和实现。     

CPN原理及其在人工智能中的应用

Petri网理论是由联邦德国的Carl Adam Petri于１９９２年在其博士论文中提出的一种建模方法。最初的网理论称为条件／事件网（ＣＥ－nets).在随后的几年中,人们对新的网模型、网的基本概念有分析方法等进行了大量的研究。其中最有影响的是位置／变迁网（PT－nets),PT-nets后来命名为Petri网（Petri Net)。这些早期的网模型在理论上都归结为基本网（EN－nets)。这些早期的网模型在理论上都归结为基本网（EN－nets)。研究者通过对PT－nets进行了扩展,在风中增加了变迁的优先级、时间延迟、全程变量等一些概念以满足解决实际应用建模的具体要求,并在此基础上形成了比CE－nets和PT－nets更加通过化的高级网（High-level Nets)理论。最早的高级网是谓词／变迁网（PrT-nets),此后又产生了广义随机Petri网（GSPN）、着色Petri网（CPN）等较有影响的建模方法。CPN是由丹麦的Jensen Kurt于1981年在Petri网基础上定义的一种高级网系统。CPN理论不仅在描述系统静态模型方面进行了完备的形式化定义,例如支持在网模型中标记（token)的类型定义、模型的全程时钟、建立分层子模型等,而且对系统模拟的动态行为的仿真分析也具有形式化定义和描述。此外在Linux、Solaris和MacOS等多种平台上都有CPN的建模分析工具。利用CPN的建模工具,可以建立描述系统的CPN静态模型,还可以对系统模型的动态行为进行仿真,分析系统的分布、并发、同步异步等特性,以及建立系统模型的状态空间并分析系统模型中的活性问题、可达性问题等。     

基于CPN的发布/订阅系统的建模及分析

提出了一种基于着色Petri网(CPN)的pub/sub系统协议分析方法.基于一种结构化P2P网络上的pub/sub系统协议,用着色Petri网对事件发布的消息处理进行建模和描述,并利用CPN tools对模型进行模拟仿真,通过对模型的可达图进行分析,表明了协议具有活性、可达性和有界性,验证了协议的可用性.     

基于CPN的RUDP建模与分析

目前可靠用户数据报协议(RUDP)有许多分析方式,但缺少形式化的模型.针对该问题,运用着色Petri网(CPN)对RUDP进行形式化建模,使用CPN Tools对模型进行仿真,通过生成的状态空间报告验证该协议模型的信息一致性、完整性和系统活性等性质.采用3次不同的实验对模型进行性能分析,实验结果显示,该模型的平均重传率为5％,能够模拟RUDP的行为,为研究RUDP提供一种形式化的方法.     

基于SHCPN的系统动态可靠性建模及分析

针对传统复杂可修系统可靠性建模方法只能建立系统静态分析模型的问题,提出基于随机层次着色Petri网(SHCPN)的动态可靠性建模方法,并在讨论SHCPN形式化定义和建模方法的基础上,描述利用该方法建立复杂可修系统动态可靠性分析模型的过程。实验结果证明该方法可有效解决以往系统可靠性建模中存在的不足。     

基于Petri网和Agent的复杂适应系统建模

针对复杂适应系统内部关系繁杂、难于描述及计算机仿真建模困难等问题,提出一种基于时间Petri网和多Agent相结合的建模方法.以Agent为基本建模元素,用Petri网描述Agent内部的行为规则,实现复杂适应系统的Petri网与多Agent相结合的有机建模,可避免Petri网建模引起的模型空间爆炸和Agent内部推理...     

基于有色Petri网的安全构件模型

安全性是安全苛求软件的重要特性,基于传统构件模型的软件开发技术尚不能满足安全苛求软件的开发需求。安全构件模型是一种既具有功能性需求又具有安全性需求的特殊构件模型。该文提出一种基于有色Petri网的安全构件模型及相应的构件组装算法,以确保系统符合相应的安全性需求并将其应用于CTCS-2级列车控制中心仿真系统建模。     

一种随机着色Petri网及模型的性能分析

针对随机Petri网（SPN）在系统性能分析时,其状态空间随着系统规模增大而指数性增长,造成求解稳定状态概率的复杂性的不足,提出了一种随机着色Petri网（SCPN）。分析了它的有界性和可达性,证明了它同构于一个一维连续时间的马尔可夫链;同时,也分析了随机着色Petri网用于建模和系统性能定量分析的方法。     

基于HCPN的面向方面NVP建模与分析

为能够在软件开发早期检测设计故障,降低N版本编程(NVP)容错策略给系统带来的额外开销,提出一种基于层次着色Petri网(HCPN)的面向方面NVP建模方法,将NVP模块转化为方面子模块,并编织为可执行的HCPN。运用该建模方法对网络搜索实例建立面向方面的NVP模型,结果验证了该NVP模型的正确性和有效性。     

基于面向对象时间Petri网的智能电商物流服务系统建模

电商物流服务系统是一种集商流、物流、信息流和资金流于一体的大规模复杂系统,具有离散事件动态系统的一般特征。将面向对象技术与Petri网相结合,引入时间因素,应用于大规模复杂信息系统建模上,不仅能降低系统模型复杂度,还可以针对模块性能做定量分析。在分析研究电商物流服务系统主要功能和Petri网理论的基础上,给出了一种面向对象时间Petri网（OOTPN）的形式定义,描述了电商物流服务系统的主要对象和业务流程,采用面向对象时间Petri网构建了电商物流服务系统的OOTPN模型,分析了子网的相关时间特性,利用可覆盖性树、关联矩阵对子网的可达性、有界性、守恒性等性质进行了分析,证明了模型系统的可靠性和健壮性,体现了OOTPN模型具有模块化、图形化、结构化特点和可扩展、可重用、易于维护等特性。     

基于动态有色Petri网的网格服务工作流模型的研究

在深入了解网格技术、网格服务和网格工作流的概念、特点及其应用的基础上,提出了一种可行的网格服务工作流系统模型,重点介绍了动态优化建模技术、动态调度算法的实现思想.定义了一种动态有色Petri网作为服务工作流的建模工具,支持服务工作流的动态优化建模和动态调度,并为服务工作流模型提供性能评价依据.验证表明采用该模型能够很好地满足用户的QoS要求,并且有助于提高资源利用率.     

PN-OO建模

面向对象技术和Petri网理论已日益成为复杂系统设计和分析中的两种必不可缺的工具。本文介绍了一种用Petri网改进后的面向对象的（PN－OO）模型，面向对象的模型方法PN－OO（PetriNet-Object Oriented)不仅具备传统面向对象方法系统具有的风格，而且Petri网能直观地模拟系统动态行为的优点。