1974年1月创刊(月刊)
主管/主办:重庆西南信息有限公司
ISSN 1002-137X
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    2015 第十五届全国Petri 网理论与应用学术会议 栏目所有文章列表
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    1. 从UML到GSPN的转换和性能分析方法
    胡翔,焦莉,柴叶生
    计算机科学    2016, 43 (11): 49-54.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.009
    摘要272)      PDF(pc) (489KB)(539)    收藏
    UML模型一般不能直接进行性能分析,需要利用模型转换的方法将其转换成其他分析模型,比如排队论、随机进程代数或者随机Petri网等模型。利用Eclipse平台上的Papyrus建立3种类型的UML模型(用例图、部署图和活动图)来对系统进行建模,并利用MARTE规范添加一些性能相关的信息;然后利用ATL实现UML模型到广义随机Petri网(GSPN)模型的转换,并使用XStream将上一步得到的GSPN模型转换成分析工具所支持的格式;最后利用基于GSPN的性能分析方法进行系统性能分析。同时给出了一系列性能指标的计算方法,如利用率、吞吐量、平均等待请求的数目以及响应时间等,可以考察系统性能的多个方面,方便系统设计和开发人员对系统性能进行分析和优化。
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    2. 移动网可达树
    张瑞华,杨茹,丁志军
    计算机科学    2016, 43 (11): 55-60.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.010
    摘要282)      PDF(pc) (472KB)(508)    收藏
    随着计算机技术和网络通信技术的高速发展,对于并发分布式系统,已经提出了进程代数以及Petri网等形式化分析方法。近年来由于移动互联网的出现和快速发展,通过在进程代数中增加移动性得到了pi演算,与此同时,Petri网领域也采用谓词/变迁网、颜色网等构建移动系统模型。但它们仍存在一些不足之处。在此基础上,A.Asperti和N.Busi提出了移动网这一系统模型。移动网是在Petri网的基础上增加了移动性并结合了进程代数的优势得到的,适用于描述和刻画移动计算系统。然而,目前并没有对于移动网相应分析方法的研究。为此开展了移动网模型分析方法的研究,给出了移动网可达树的构造算法,提供了移动网模型可达性分析方法,并对移动车辆电话通信系统实例进行了分析。
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    3. 基于随机时间Petri网的安全性分析方法
    彭颖,姚淑珍,谭火彬
    计算机科学    2016, 43 (11): 61-65.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.011
    摘要323)      PDF(pc) (480KB)(418)    收藏
    在分析了现有的Petri网与安全性结合的方法的缺陷后,提出了一种基于随机时间Petri网(stochastic Time Petri Nets,sTPN)的系统安全性分析方法,利用sTPN建立的系统模型不局限于指数分布和确定分布的变迁,也不局限于一般分布的变迁的使能限制。通过修改后的瞬态随机状态类图以及sTPN的瞬态分析算法可以得到基于路径的安全性指标。最后给出核反应堆冷却循环系统的例子,说明了所提方法的可用性和合理性。
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    4. 基于Token选取的OpenStack单一平面网络建模方法
    李华,邢熠,张玉荣
    计算机科学    2016, 43 (11): 66-70.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.012
    摘要222)      PDF(pc) (495KB)(525)    收藏
    CPN形式化建模适合为包含大量并发、通信、同步共享行为的软硬件系统建立形式模型,并完成系统功能和性能等方面的行为分析。在传统的CPN建模中,token的选取采用穷举法,由此造成生成的token数量较多、CPN模型生成的状态空间相当庞大甚至状态空间爆炸等问题。针对上述问题,提出将符号执行与CPN建模相结合,并在CPN模型的执行过程中采用一种基于token选取的方法,进而得到CPN模型的状态可达图。通过对OpenStack云平台支持创建的单一平面网络进行CPN建模,针对传统方法和所提方法生成的状态空间,分析了其规模的变化,验证了所提方法的有效性。
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    5. 基于消息顺序图和Petri网的移动应用监测平台建模分析
    纪建伟,陈昕,黄浩军
    计算机科学    2016, 43 (11): 71-76.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.013
    摘要209)      PDF(pc) (416KB)(726)    收藏
    随着移动互联网的迅猛发展,移动应用的数量呈现井喷式的爆发,对其性能、故障和短板进行实时、有效的监测与分析是保证系统正常运行的关键。统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)作为一种功能较强的面向对象的图形建模工具,可以对移动应用监测平台进行建模分析,但在其过程描述中缺乏严格的语义。Petri网作为一种离散事件动态系统的建模和分析方法,提供了在逻辑时序下研究系统特性和性能的有效手段,并具有图形方法的直观性和逻辑方法的概括性。通过将基于UML消息顺序图和Petri网的建模方法应用到移动应用监测平台的分析过程中,针对用户下发的监测任务构建系统的消息顺序图和Petri网模型,利用消息顺序图对平台各对象之间在时间顺序上的交互关系进行了验证,并利用Petri网化简规则和状态方程对该模型进行了结构上的正确性验证和可达性分析。
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    6. 基于模糊着色Petri网的多状态系统可靠性分析
    张新菊,姚淑珍
    计算机科学    2016, 43 (11): 77-82.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.014
    摘要178)      PDF(pc) (546KB)(497)    收藏
    在多状态系统中,由于性能退化、局部失效等原因,系统或元件会表现出从完全失效到完美工作之间的一系列过渡状态,这些过渡状态信息将直接影响系统的可靠性。针对这一问题,提出一种模糊着色Petri网模型,该模型通过对模糊状态及状态变迁进行建模来刻画多状态系统的可靠性特征。在这种模糊着色Petri网模型中,变迁阈值会随着节点状态模糊信息的动态变化而发生变化,为此提出自适应模糊推理算法进行阈值调整,为多状态系统模型的可靠性分析及性能优化提供指导。通过对多状态系统可靠性分析进行验证,表明研究提出的模糊着色Petri网及参数调整策略合理有效,有利于提高多状态系统整体性能。
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    7. 层次结构的进程网
    郭峰,乔磊,毛文祥
    计算机科学    2016, 43 (11): 83-87.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.015
    摘要202)      PDF(pc) (331KB)(488)    收藏
    进程网(Process Net)是一种结合进程代数和Petri网理论的Petri网模型。 当系统过于复杂时,进程网系统模型在实际应用中会遇到节点爆炸的问题,此时需要引入层次结构。提出了层次结构的进程网,给出了层次进程网的建模过程和实现算法,解决了大的复杂系统建模和状态空间爆炸问题,可以清楚地反映出模型的层次,便于对进程网进行细化得到准确的模型,也便于用逐步求精、自顶向下的方法对被模拟系统进行建模,帮助用户实现各种粒度的仿真服务。
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    8. 呼叫准入约束下Macro-Femto小区选择GSPN模型研究
    汪凯,陈昕,向旭东
    计算机科学    2016, 43 (11): 88-93.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.016
    摘要220)      PDF(pc) (480KB)(424)    收藏
    随着数据业务快速增长,仅靠宏蜂窝网络已无法满足流量需求;飞蜂窝网络可以有效分流宏蜂窝流量, 近年来 所构成的Macro-Femto架构得到了较广泛的部署。Macro-Femto网络部署的关键问题之一是小区选择,由于飞蜂窝网络频谱资源有限,进行小区选择时仍需考虑呼叫准入控制(Call Admission Control,CAC)。图形化的广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Nets,GSPN)具有并行性、不确定性和异步特性以及强大的分析复杂系统的功能。针对Macro-Femto网络的呼叫准入约束机制,通过分析呼叫对信道的占用情形,在改进呼叫重审机制的基础上,建立了呼叫准入控制策略GSPN模型。利用建立的GSPN模型,分析了不同呼叫准入控制策略对新呼叫和切换呼叫阻塞率的影响,给出了部分重审机制的呼叫准入控制策略。在分析飞蜂窝的高速服务特性和宏蜂窝的高负载能力的基础上,结合部分重审呼叫准入策略和GSPN方法,提出了基于负载的飞蜂窝优先选择方案(Load-Based Femto-Priority Selection Scheme,LFP)。仿真结果表明,较典型的飞蜂窝优先选择方案,所提出的LFP方案对新呼叫的阻塞率和切换呼叫的掉线率分别降低了2.7%和4.6%。
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    9. 基于拟间接依赖的过程模型挖掘方法
    化佩,方贤文,刘祥伟
    计算机科学    2016, 43 (11): 94-97.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.017
    摘要177)      PDF(pc) (303KB)(463)    收藏
    过程挖掘旨在从信息系统所记录的事件日志中挖掘出人们需要的且合理的过程模型,从而有助于改善或重建业务流程。以往的方法大多是根据任务间的直接依赖关系构建过程模型,具有很大的局限性。现存的过程挖掘方法中,虽然有能挖掘间接依赖的方法,其却没有从过程行为的角度进行分析。基于拟间接依赖的过程模型挖掘方法,把行为轮廓融入其中,依据行为轮廓建立初始模型;然后基于增量日志和拟间接依赖关系调整模型;最后根据评价标准选出最优模型。此方法特别适用于挖掘含有间接依赖的过程模型。
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    10. 含有效冲突的恒定连续Petri网演变图及构造算法
    赵义军,张小轩
    计算机科学    2016, 43 (11): 98-101.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.018
    摘要243)      PDF(pc) (281KB)(462)    收藏
    最大速度恒定的连续Petri网(CCPN)是由David首先提出的一类时延连续Petri网模型,构造其演变图是对其性质进行分析的一种有效方法。而对于含有效冲突的最大速度恒定的连续Petri网,由于有效冲突所引起的变迁激发的不确定性,使得构造演变图变得较为困难。基于有效冲突的两种解决方式——确定优先级或按比例分配流量,给出了计算各变迁瞬发速度的算法2;进而对含有效冲突且有界的CCPN,提出了演变图构造算法3,利用其演变图,可以对含有效冲突的CCPN进行性能分析。
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    11. 基于Petri网的虚拟企业建模与调度
    万军,赵不贿
    计算机科学    2016, 43 (11): 102-106.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.019
    摘要294)      PDF(pc) (1031KB)(449)    收藏
    在分析现有虚拟企业建模及其调度方法的基础上,探讨了基于一种扩展Petri网模型的虚拟企业建模和调度方法,给出了T时延广义自控网的形式化定义和变迁规则。根据虚拟企业项目的特点,描述了基于T时延广义自控网的虚拟企业建模过程。基于所建立的虚拟企业项目模型,分别针对时间最短与费用最小两个调度目标,设计了A*算法以实现虚拟企业项目调度方案求解。实例分析验证了所提模型及调度算法的有效性。
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    12. 基于Petri网的事件协调控制方法研究
    方欢,王苏城,方贤文,王丽丽
    计算机科学    2016, 43 (11): 107-110.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.020
    摘要278)      PDF(pc) (357KB)(558)    收藏
    事件的协调控制是离散事件系统中一项重要的研究内容,同时包含资源约束和事件约束的混杂约束更是系统设计的难点问题。以DES系统的加权Petri网模型为基础,以DES中变迁库所混杂约束的转换问题为研究对象,将事件协调约束转换为Petri网系统的结构约束,使得库所变迁混合约束问题转化为单一的库所约束问题。首先,提出基于Petri网的事件协调控制方法的设计算法,通过研究变迁约束转换为库所约束的规则与方法,将DES变迁库所混杂约束问题转换为单一的库所约束问题,从库所约束的角度来分析事件协调控制。其次,在3种不同系数约束的变迁≤约束表达式下,利用Petri网结构的特性,将变迁间的协调控制约束转换为系统的库所≤约束,并给出具体的算法步骤。最后,给出基于Petri网的事件协调控制方法的技术难点,剖析进一步分析和研究的主要问题。
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    13. DAS:GSPN成员载波动态自适应调度策略
    贾玉栋,陈昕,向旭东
    计算机科学    2016, 43 (11): 111-116.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.021
    摘要217)      PDF(pc) (474KB)(550)    收藏
    随着移动业务需求的多样化,有限的无线频谱资源已无法满足用户对高质量、高效率和高带宽的数据业务的需求。在现有的低频载波环境下,引入高频载波可以有效扩大系统容量。在同一小区部署多个成员载波的过程中,成员载波调度策略是其中的关键问题之一,直接影响LTE用户的服务质量(Qulity of Service,QoS)和无线资源的利用率。针对蜂窝网络中成员载波的调度策略问题,采用广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Nets,GSPN)方法建立了多成员载波系统模型,同时在分析用户业务类型和成员载波特性的基础上,提出了一种动态自适应调度策略(Dynamic Adaptive Scheduling,DAS)。通过TimeNets仿真工具,对系统中成员载波选择、用户排队机制和资源块(Resource Block,RB)分配等要素构建仿真环境。仿真实验结果表明:一方面,动态自适应调度策略(Dynamic Adaptive Scheduling,DAS)的掉线率低于基于服务类型的调度策略(Based-Service Scheduling,BSS)和最短队列优先调度策略(Shortest Queue priority Scheduling,SQP);另一方面,在相同的到达率的前提下,在到达率较低时,其吞吐量逼近于基于服务类型的调度策略BSS;在到达率较高时,逼近于最短队列优先调度策略SQP。
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    14. Web服务组合构建与执行的Petri网平台研究
    孙强,马炳先,孙华强
    计算机科学    2016, 43 (11): 117-120.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.022
    摘要161)      PDF(pc) (402KB)(440)    收藏
    针对Petri网在服务组合中的具体应用问题,尤其是如何构建基于Petri网的服务组合软件平台,在服务组合的Petri网模型的基础上,首先建立了具体领域中服务的语义功能体系;然后进行原子服务的注册及发布,将各具体服务绑定到语义功能体系中的某一功能;其次实现了基于视图的服务组合构建,用户可在相应视图中通过选择相应的功能进行方便的服务组合构建,并得到相应的服务组合功能流程;最后进一步将相关功能转换为绑定具体服务实例的Petri网模型,并交由相应的基于Petri网的服务组合执行引擎实现执行。实现了从服务组合构建到执行实现的完整功能流程,为基于Petri网的服务组合动态执行相关问题的分析提供了软件平台支撑。
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    15. 基于带标记的并发可达标识图的关键路径的求解方法
    韩耀军
    计算机科学    2016, 43 (11): 121-125.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.023
    摘要250)      PDF(pc) (453KB)(771)    收藏
    将AOE 网转换成有色时延Petri网模型,在模型转换过程中同时计算出各位置所对应的事件的最早开始时间,给出了模拟AOE 网的有色时延Petri网模型的带标记的并发可达标识图的构建算法;利用并发可达标识图中的标记序列直接得到关键路径并计算出完成所有活动所需的最短时间。实例与仿真实验结果表明,当AOE网中平均存在3个以上的并发活动时,所提方法执行效率优于传统的求解关键路径的算法,并发活动越多,所提算法效率越高。
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    16. 时间Petri网的随机模拟
    潘理,杨勃
    计算机科学    2016, 43 (11): 126-129.   DOI: 10.11896/j.issn.1002-137X.2016.11.024
    摘要250)      PDF(pc) (386KB)(572)    收藏
    模拟是Peri网进行系统分析的常用方法之一。由于时间Petri网采用时间区间来描述变迁实施的时间范围,因此变迁的实施时间点在区间内是不确定的。提出了时间Petri网的随机模拟方法。该方法在变迁开始使能时,根据某种随机分布确定实施区间内的实施时间点;然后基于模拟仿真的实验数据,运用统计分析方法及算法,构造时间Petri网状态类树,计算变迁实施区间及实施概率,为时间Petri网的系统模拟提供了一种新的探索途径。
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