基于FTPN的实时系统资源冲突分析

定义了一类模糊时间Petri网(FTPN)演示在不确定的时间范围内的事实系统的变化,通过对模糊时间情况下的知识的推理和模糊时序情况下的逻辑分析,解决了在实时系统中的资源冲突的问题,以及在实时系统中如何解决时间-空间的冲撞问题,通过一个简单的生产加工系统来模拟演示如何解决系统资源冲突原因,更好的描述了基于FTPN的系统资源冲突的分析。     

一种实时系统时间约束验证方法研究

目前,能够对汽车电子领域中复杂嵌入式系统安全关键软件功能模和时间约束分析的方法尚在研究中,而这些系统作为实时控制系统,应该确保其具有准确的、可分析的时间行为。时钟约束规范语言CCSL是实时系统的标准描述语言中描述时钟约束的规范语言。采用CCSL规范表达式描述实时系统时间约束;设计了CCSL基本元素到时间自动机基本元素的转换规则;使用时间自用机验证工具UPPAAL对转换得到的自动机模型进行验证分析,验证实时系统是否满足相应的时间约束。     

模糊时间Petri网及扩展的模糊时间Petri网

网络实时系统对时间和QoS有严格要求,因此对设计、实现和测试的技术和工具都有很高的要求。模糊时间Petri网是将模糊集合理论用于不确定的或主观的时间信息的表示,在每个变迁上添加时间间隔约束对模糊时间Petri网进行扩展得到扩展的模糊时间Petri网,它是一种对网络实时系统进行建模和分析的形式化模型,Petri网数学理论基础能保证并发系统的可靠性和正确性。本文详细地介绍了模糊时间Petri网及可扩展的时间Petri网,可扩展的时间Petri网的网精简方法,使用design／CPN仿真,及使用EFTN对多媒体同步建模,并探讨了进一步研究的方向。     

基于Time Petri Net的实时系统冲撞检测与消解

time Petri net(TPN)在实时控制系统的建模中得到广泛应用,而冲撞是Petri网及其扩展模型的重要行为,解决冲撞是正确分析模型动态行为的关键.由于引入时间约束,使得TPN模型的使能和触发语义比Petri网模型的语义复杂,冲撞的检测及消解变得更加困难.首先根据时间约束,给出了变迁持续使能时延迟区间的计算方法,并证明了该方法的正确性;然后在此基础上定义并证明了TPN模型中冲撞的检测方法;给出了冲撞时间区间及修改时间约束的冲撞消解方法;最后通过实例验证说明了该方法的有效性和正确性.     

基于Time Petri Nets的实时系统资源冲突检测

Time Petri Nets在实时系统的建模和性能分析中得到广泛应用,而冲突是Petri网及其扩展模型的重要行为,解决冲突是正确分析模型动态行为的关键.目前随机Petri网、混合Petri网和区间速率连续Petri网的冲突检测方法由于没有考虑到时间约束因此无法在TPN网中使用.时间约束的引入使得Time Petri Nets模型的使能和触发语义比Petri网模型的语义复杂,冲突检测变得更加困难.为了计算冲突发生的时间和概率,首先根据时间约束,给出了变迁持续使能时延迟区间的计算方法,并证明了该方法的合理性和完备性;然后在此基础上定义并证明了Time Petri Nets模型中不冲突的检测方法;并提出了Time Petri Nets模型的冲突检测方法,给出了冲突时间区间和变迁实施概率的计算方法;最后通过实例验证说明了该方法的正确性和有效性.     

基于WCET分析的实时系统轨迹获取技术

时序约束是判断实时系统运行是否正确的重要规约.为了减小测试时由于对系统进行插装而产生的对实时系统行为的影响,提出了一种混合式监控方法.它对系统的时间干扰比纯软件方式小,并支持对系统的完全测试.此外,还提出一种基于WCET(worst-case execution time)分析技术的目标系统时间补偿方法,在精确地计算插入断言对目标系统的时间影响基础上,给出时间补偿.     

一种基于区域分解的实时测试用例生成技术研究

实时系统是指与运行环境的交互行为存在时间约束的系统。由于时间约束的无穷状态空间问题,增加了实时系统测试难度。本文基于时间自动机,利用时间区域分解的方法,将无穷状态空间的时钟区域在时钟数量对应的坐标图中等价划分为各个类,在生成的测试路径中取到相应的点坐标,简化取点的个数,有效减少测试用例的生成数量,进而相对减少状态空间爆炸的可能性,为实时系统功能、安全性验证提供理论基础。     

基于WCET的多核共享资源冲突分析与约束研究

随着片上多核处理器在嵌入式实时系统中的应用,片上共享资源给任务的WCET分析带来诸多挑战,使得对多核共享资源冲突问题的研究变得非常重要。依据研究的目标,可以把目前已有的研究分为面向共享资源冲突分析和面向共享资源冲突约束两大类。对于面向共享资源冲突分析问题,探讨了不同共享资源冲突产生的原因,概括和比较了典型的冲突分析方法的优势和局限性;对于面向共享资源冲突约束问题,给出了其主要的研究内容,并评述和分析了几种主流的冲突约束方法。最后针对目前的研究状况指出了一些研究方向。     

基于对象分布式实时系统约束的一致性研究

在分布式实时系统中,时间约束规格的一致性是解决任务分配和调度等关键问题的必要前提。该文给出了一种基于对象分布式实时系统调度的通用模型,并对该模型进行了形式化描述。该模型克服了以往模型不能在应用系统的逻辑和功能部件上描述系统实时约束的不足,允许从方法和活动上描述所需的约束,降低了单一约束描述的繁杂程度。为了解决使用该模型进行约束规格的一致性问题,该文给出了绝对时间约束、相对时间约束、一致性约束以及相对时间约束和一致性约束之间的一致性判定的必要条件。     

一类时间自动机的时间约束可满足性判定方法

时间自动机是一种有效描述实时系统行为的计算模型。借助时间自动机对实时系统进行分析、设计能够保证所开发的实时系统具有较高的可靠性。在此过程中对时间自动机的验证是非常关键的一步。验证的主要目的是为了保证时间自动机能够正确地描述实时系统。其中迁移的时间约束可满足性就是需要验证的性质之一。常用的方法是通过构造时间区域自动机来实现,但该方法所涉及的状态数目巨大。该文针对一类时间自动机的特点给出了基于时间关系矩阵来判定时间约束可满足性的方法,结果表明该方法能够有效地减少状态数。     

针对合作型无人机的最优防相撞策略

为解决复杂融合空域内的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)冲突解脱过程中消耗大的问题,提出基于速度障碍法的合作型无人机的最优防相撞策略.首先根据有限时间的速度障碍法进行冲突探测,并推导出解脱条件下冲突双方航向改变量与速度大小改变量满足的关系,再将合作博弈概念用在冲突解脱过程中,利用最优化理论...     

A Generalized Stochastic Method for Estimating the Characteristics of Potential Conflicts of a Controlled Air Traffic

A generalized stochastic method is presented for evaluating conflict characteristics such as conflict probability, collision probability, integral estimate of conflict probability on the near-collision time interval, and mean time to a predicted conflict. Equations are obtained for finding these conflict characteristics with regard for the stochastic nature and time correlation of the deviation from a planned controlled-flight trajectory. __________ Translated from Kibernetika i Sistemnyi Analiz, No. 3, pp. 81–93, May–June 2005.     

负载流量碰撞检测算法在动态交通调度中的应用

随着复杂的环状路段,交叉路段、立交路段拥堵情况的不断增加,传统的交通拥堵调控策略为静态控制策略,调节的效率不高,容易出现调度冲突的问题;为了提高交通运行效率,提出一种用于解决动态交通调度的三级碰撞概率检测算法;根据交通流量的动态变化情况,通过计算流量时域内的动态流量偏差,计算三级路径之间可能存在的流量冲突概率;根据计算不同级之间的冲突概率反映动态交通拥堵的可能,确定控制的方案;实验表明,三级流量碰撞概率算法有效地降低了车辆平均延误时间,该算法有效。     

民航空管系统冲突告警的实时性改进

我国自主研发的民航空管系统和国外的系统相比,有起步晚、稳定性低、实时性低等缺点,这些原因直接影响自主研发的系统的使用范围和经济价值。该文分析了引起我国空管系统的冲突检测模块的实时性低的原因,提出了一种"预先告警"的改进算法。实践证明该改进算法在实际运用中有效地提高了冲突检测模块的实时性。     

多机器人通信中防冲突方法研究

研究多个机器人通信中的冲突问题。针对当有针对当对机器人同时进行通信的时候,一个机器人可能同时接受多个其它机器人发来的指令,在时域指令信号方面形成冲突,造成机器人之间通信成功率不高的问题。为了解决这个问题,提出冲突自调整多机器人通信方法,算法利用新到达指令填充离开指令造成的空闲时隙,解决时域信号冲突。利用捎带检测技术,提前对下个时隙进行调整,进行空闲时间预留,减少空闲时隙的产生。很好地减少空闲时隙,解决由此带来的通信成功率不高的问题。实验结果表明,这种方法在多个机器人同时通信的情况下,能够很好地协调通信关系,避免指令冲突,提高了多机器人的通信成功率。     

基于视频检测的自动避碰时刻研究

对合适的自动避碰时刻进行研究,通过对交通场景进行俯视拍摄的方法获得10．5 h真实的冲突视频录像,借助视频检测技术提取并分析808个冲突避碰行为样本,基于交通冲突技术的基本理论得出2点结论：1）群体驾驶人何时实施避碰取决于至碰时间TTC;2）避碰时刻与临界时刻之间具有至少1 s的裕量。将自动避碰系统的制动时刻设定在上述2个时刻之间,足够现有技术实现自动避碰任务。     

一种基于ADS-B信息的冲突告警算法

为了解决飞行流量持续快速增长导致的飞行安全问题,给出一种基于ADS-B信息的冲突告警算法。该算法的目的在于发现终端区或机场附近可能存在的飞行冲突,为飞行员采取避让措施提供足够的时间。算法主要由2个模型构成：第1个模型是飞行冲突区域划分模型,该模型包含保护空域(PAZ)和冲突空域(CAZ)2个区域;第2个模型是飞行冲突探测模型,该模型首先对冲突目标初选,然后对有可能发生飞行冲突的飞机从竖直和水平2个方向进行冲突探测并根据探测结果发出相应的告警信息。经大量的Monte-Carlo仿真实验表明该算法性能良好,能及时有效地发现飞行冲突,对确保终端区或者机场附近的安全有着重要意义。     

动态环境中的移动机器人避碰规划研究

本文研究环境中的冲突区域——即交叉路口中多个移动机器人间的协调和避碰问题．采用集 中 分布相结合的规划方法，根据系统的拓扑结构为每个移动机器人规划路径；在冲突区域 内使用优先级策略对机器人的运动特征进行分布式规划．通过上下层智能的融合，提高整个 系统的智能．同时为系统建立了一套交通规则，易于系统的规划，使系统中的机器人能安全 快速地到达目标位置．由于动态环境的不确定性，规划周期性地执行．最后给出了仿真结果 ．     

一种基于情绪量的多机器人冲突消解方法*

针对动态非结构化环境下多机器人之间存在的空间冲突问题,提出了一种基于情绪量的多机器人冲突消解方法。该方法可以使机器人根据情绪量自主判定对其他机器人的躲避半径,无须预先设定固定的避碰优先级或进行机器人之间的协商。仿真结果表明该方法是一种有效的多机器人冲突消解方法。     

紧致密集Auto Store系统AGV路径规划与避碰策略

针对新兴紧致密集仓储系统Auto Store具有短途挪库作业多、顶层AGV冲突多、货架结构性角落多等特点,提出一种离线-在线两阶段AGV优化调度方法。离线路径规划阶段,给出改进双层A*算法,在拓扑图建模划分搜索区域基础上,上层通过考虑冲突的启发式函数和考虑转弯的代价函数寻求可行区域,下层在此区域基础上搜索最优路径。在线AGV运行阶段,针对两AGV冲突,扩充了回退策略和路线重规划策略;针对多AGV冲突,提出一种基于贪心算法的区域避碰决策策略,以控制问题规模。最后利用Flexsim仿真进行了验证,结果表明,较于标准A*算法,改进A*算法能在保证搜索效率的同时获得冲突较少的初始路径方案;较于优先级策略,区域避碰策略能减少AGV等待时间;将二者相结合,能缩短整体作业完成时间,且随着AGV数量和作业任务增多,优势越明显。