广义随机Petri网

摘要： 随着机场场面交通流量快速增长,航空器滑行冲突已给机场运行安全埋下了严重的隐患。针对机场滑行道风险方面的研究,提出一种将风险评价与风险缓解相互关联的综合研究方法。在风险评价方面,建立了机场场面广义随机Petri网模型,能够在描述场面航班滑行情况的同时融合滑行冲突风险概率模型,并在此基础上做出了风险评价,将场面滑行道分至红、黄、绿三个风险区间。在风险缓解方面,提出一种融合Stackelberg博弈思想的蚁群算法,通过合理规划场面航班滑行路径均衡整体滑行道网络的负担、减少拥挤情况的发生,进而达到场面滑行道风险缓解的效果。实验结果表明,在此风险缓解方法下的15个航班总成本减少了9.35%,且场面各滑行道子区域的风险评价等级皆有所降低。

摘要： 针对冗余系统动态性能难以描述、共因失效影响计算复杂的问题,提出考虑共因失效的广义随机Petri网络(GSPN)模型。在对典型冗余结构进行建模的过程中,引入冲击库所/变迁的概念拓展Petri网建模表示方法,并利用可达图验证了模型的可用性,有效描述了系统的动态失效行为。利用GSPN模型时间变迁特性,合理设计网络结构,实现单元以及系统的故障状态信息保持。在提出的GSPN模型基础上,运用蒙特卡洛仿真的可靠性评价方法生成系统寿命数据,计算系统的可靠性。以某型导弹PLC系统为例进行从单元到系统的模型搭建,实现多种冗余结构混合的系统可靠性求解。研究结果表明:所提方法与考虑共因失效的传统解析法的可靠性差值在0.02以内,验证了方法的可行性。

摘要： 随着现代通信技术的飞速发展,VoIP(Voice over Internet Protocol)技术在空管话音通信系统中将取代传统的TDM(Time-Division Multiplexing)技术实现话音高速、高效、灵活的传输.鉴于目前VoIP技术的服务质量(QoS,Quality of Service)问题之一就是端到端延时,基于此本文提出一种用于VoIP端到端延时的排队模型.首先描述阐述了延时的来源及类型;其次提出了VoIP网络中队列延时的排队模型;最后给出了排队模型在GPSN模型中的数学表达式,进行了数值分析和图形分析,结果表明提出的排队模型在VoIP网络端对端的延时分析中具有可靠性和实用性.

摘要： 考虑资源备份与重构的动态特征,采用广义随机Petri网对具有资源备份机制的典型航空电子系统架构进行可靠性建模,通过在TimeNet平台中开展模型仿真,基于功能模块的可用度指标对系统任务可靠性进行了评估应用,得到的瞬态仿真结果有效预测了该系统可用度时域特性,稳态分析结果经数值验证具有较高的精度,该建模方法为航空电子系统动态可靠性评估提供了参考.

摘要： 代码注入攻击是应用程序面临的一种主要安全威胁,尤其是Web应用程序,该种攻击源于攻击者能够利用应用程序存在的漏洞/后门,向服务器端注入恶意程序并执行,或者利用应用程序对用户输入的参数缺乏验证和过滤,造成输入作为恶意程序执行,从而达到攻击目的.源程序分析和输入规则匹配等现有防御方法在面对代码注入攻击时都存在着固有缺陷,为了提高Web应用程序对于代码注入攻击的防御性,提出一种基于指令集随机化的抗代码注入方法,该防御方法不依赖于攻击者采用何种攻击方式,能够抵御未知的代码注入攻击.基于该技术及动态、冗余构造方法,设计一套原型系统,采用广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Net,GSPN)建模计算,攻击者即使在获得随机化方法先验知识的情况下也极难突破系统的防御机制.尽管该方法需要对应用程序源代码进行随机化变换,但处理过程是完全自动化和具有普适性的,通过实验和现网测试表明该方法能够有效抵御大部分代码注入攻击,实现了对攻击的主动防御.

摘要： 两届中国国际进口博览会的成功举办极大地促进了我国对进口食品的需求,同时也推动了跨境冷链物流的发展.在此背景下,利用广义随机Petri网和马尔可夫链对跨境冷链物流流程进行建模和分析.根据广义随机Petri网模型的可达标识集建立同构的马尔可夫链,通过求解库所繁忙率和变迁利用率,找出系统的瓶颈,据此提出流程优化的建议.最后,通过算例证明此方法的可行性,并对跨境冷物流运输的国际运输和报关清关环节提出合理化的建议.

摘要： 代码注入攻击是应用程序面临的一种主要安全威胁,尤其是Web应用程序,该种攻击源于攻击者能够利用应用程序存在的漏洞/后门,向服务器端注入恶意程序并执行,或者利用应用程序对用户输入的参数缺乏验证和过滤,造成输入作为恶意程序执行,从而达到攻击目的。源程序分析和输入规则匹配等现有防御方法在面对代码注入攻击时都存在着固有缺陷,为了提高Web应用程序对于代码注入攻击的防御性,提出一种基于指令集随机化的抗代码注入方法,该防御方法不依赖于攻击者采用何种攻击方式,能够抵御未知的代码注入攻击。基于该技术及动态、冗余构造方法,设计一套原型系统,采用广义随机Petri网(Generalized Stochastic Petri Net,GSPN)建模计算,攻击者即使在获得随机化方法先验知识的情况下也极难突破系统的防御机制。尽管该方法需要对应用程序源代码进行随机化变换,但处理过程是完全自动化和具有普适性的,通过实验和现网测试表明该方法能够有效抵御大部分代码注入攻击,实现了对攻击的主动防御。

摘要： 在装备论证阶段,提出科学合理的测试性指标要求,可以有效指导测试性设计.目前鱼雷武器系统还缺乏有效的测试性参数定量分析方法,在综合比较现有各种测试性需求分析模型的基础上,提出了一种基于广义随机Petri网的测试性建模方法.通过构建鱼雷武器系统基层级维修保障流程的广义随机Petri网模型,得到状态可达图,并利用同构法,求解了测试性参数与可用度之间的关系;以可用度和平均故障修复时间为设计指标,对国外某型鱼雷的测试性参数进行了求解,并利用Petri网建模工具PIPE4.3.0软件进行了仿真分析,验证了模型和算法的有效性.

摘要： 建立可追溯系统是保证农产品质量安全问题的有效手段,但单一的追溯模式不能满足和适应不同农产品的追溯需求,因此,定量化的分析和评估措施,是建设适用、高效和可靠的追溯系统的重要保证.论文基于广义随机Petri网(GSPN)理论构建了可追溯果蔬农产品供应链系统模型,实现了物质流、信息流和控制流的协同运行,并对其时间性能和运行效率进行了定量分析和评估,结果表明,GSPN模型能够准确描述供应链系统的运行过程,对农产品供应链和追溯系统的建设具有指导意义.

摘要： 建立可追溯系统是保证农产品质量安全问题的有效手段,但单一的追溯模式不能满足和适应不同农产品的追溯需求,因此,定量化的分析和评估措施,是建设适用、高效和可靠的追溯系统的重要保证.论文基于广义随机Petri网(GSPN)理论构建了可追溯果蔬农产品供应链系统模型,实现了物质流、信息流和控制流的协同运行,并对其时间性能和运行效率进行了定量分析和评估,结果表明,GSPN模型能够准确描述供应链系统的运行过程,对农产品供应链和追溯系统的建设具有指导意义.

摘要： 建立可追溯系统是保证农产品质量安全问题的有效手段,但单一的追溯模式不能满足和适应不同农产品的追溯需求,因此,定量化的分析和评估措施,是建设适用、高效和可靠的追溯系统的重要保证.论文基于广义随机Petri网(GSPN)理论构建了可追溯果蔬农产品供应链系统模型,实现了物质流、信息流和控制流的协同运行,并对其时间性能和运行效率进行了定量分析和评估,结果表明,GSPN模型能够准确描述供应链系统的运行过程,对农产品供应链和追溯系统的建设具有指导意义.

摘要： 建立可追溯系统是保证农产品质量安全问题的有效手段,但单一的追溯模式不能满足和适应不同农产品的追溯需求,因此,定量化的分析和评估措施,是建设适用、高效和可靠的追溯系统的重要保证.论文基于广义随机Petri网(GSPN)理论构建了可追溯果蔬农产品供应链系统模型,实现了物质流、信息流和控制流的协同运行,并对其时间性能和运行效率进行了定量分析和评估,结果表明,GSPN模型能够准确描述供应链系统的运行过程,对农产品供应链和追溯系统的建设具有指导意义.

摘要： 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的高质量、高效率和高带宽的数据业务.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(QoS,Qulity of Service)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(GSPN,Generalized Stochastic Petri Nets)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(DAS,dynamic adaptive scheduling).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(RB,Resource Block)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(DAS,dynamic adaptive scheduling)的掉线率低于基于服务类型调度策略(BSS,based-service scheduling)和最短队列优先调度策略(SQP,shortest queue priority scheduling);另一方面,其吞吐量在相同的到达率前提下,在到达率较低时,逼近于基于服务类型调度策略BSS;在到达率较高时,逼近于最短队列优先调度策略SOP.

摘要： 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的高质量、高效率和高带宽的数据业务.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(QoS,Qulity of Service)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(GSPN,Generalized Stochastic Petri Nets)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(DAS,dynamic adaptive scheduling).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(RB,Resource Block)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(DAS,dynamic adaptive scheduling)的掉线率低于基于服务类型调度策略(BSS,based-service scheduling)和最短队列优先调度策略(SQP,shortest queue priority scheduling);另一方面,其吞吐量在相同的到达率前提下,在到达率较低时,逼近于基于服务类型调度策略BSS;在到达率较高时,逼近于最短队列优先调度策略SOP.

摘要： 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的高质量、高效率和高带宽的数据业务.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(QoS,Qulity of Service)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(GSPN,Generalized Stochastic Petri Nets)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(DAS,dynamic adaptive scheduling).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(RB,Resource Block)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(DAS,dynamic adaptive scheduling)的掉线率低于基于服务类型调度策略(BSS,based-service scheduling)和最短队列优先调度策略(SQP,shortest queue priority scheduling);另一方面,其吞吐量在相同的到达率前提下,在到达率较低时,逼近于基于服务类型调度策略BSS;在到达率较高时,逼近于最短队列优先调度策略SOP.

摘要： 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的高质量、高效率和高带宽的数据业务.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(QoS,Qulity of Service)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(GSPN,Generalized Stochastic Petri Nets)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(DAS,dynamic adaptive scheduling).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(RB,Resource Block)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(DAS,dynamic adaptive scheduling)的掉线率低于基于服务类型调度策略(BSS,based-service scheduling)和最短队列优先调度策略(SQP,shortest queue priority scheduling);另一方面,其吞吐量在相同的到达率前提下,在到达率较低时,逼近于基于服务类型调度策略BSS;在到达率较高时,逼近于最短队列优先调度策略SOP.

摘要： 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.文章利用Eclipse平台上的Papyrus建立三种类型的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.文章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.

摘要： 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.文章利用Eclipse平台上的Papyrus建立三种类型的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.文章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.

摘要： 本发明提供一种基于面向对象广义随机Petri网的CPS建模与分析方法。首先根据所建模CPS的具体情境，将其中的设备划分为传感器、控制器、执行器三大组件，然后将三大组件抽象为对象，构建OGSPN模型，根据对象的OGSPN模型的概念与实际CPS中各组件的具体任务，扩展顶层OGSPN模型中各个对象，得到系统的OGSPN模型；之后将OGSPN模型压缩为传统GSPN，对GSPN中的参数进行模糊化处理，得到模糊GSPN，使用马尔科夫方法求解模糊GSPN的稳态概率。最后对得到的稳态概率值进行解模糊，得到最终准确的数值结果。本发明采用了模糊数学与马尔科夫链的分析方法，有效的处理了CPS中的不确定性，从而使结果具有高度的精确性。

摘要： 本发明公开了一种基于层次化的有色广义随机Petri网的云数据中心IT架构服务可靠性建模方法，针对相应的IT架构的服务可靠性研究存在的局限性，利用层次化建模方法，基于融合了有色Petri网和广义随机Petri网建立了层次化的有色广义随机Petri网(Hierarchical Colored Generalized Stochastic Petri Net,HCGSPN)系统模型，不仅刻画了IT架构对于服务请求的处理过程，还体现了外界到来的服务请求的时间变化特性及IT架构的实时资源使用情况与节点工作状态。从而能够实现服务可靠性的评估以及进一步提高服务可靠性的资源配置策略，为云数据中心IT架构的设计与运维提供参考。

摘要： 本发明属于自动制造系统技术领域，公开了一种基于析取型广义互斥约束Petri网控制器简化及设计方法，所述基于析取型广义互斥约束Petri网控制器的简化设计方法包括以下步骤：通过对低维度不等式:初次简化约束不等式；利用分区方式实现对高维约束不等式的等价分解，给出对应的算法；利用简化后的不等式对控制器进行设计。本发明复杂度降低体现在析取型规范中各约束不等式简化后的组合形式发生了变化、连接弧减少以及添加库所的数目减少。本发明应用Petri网作为数学工具，应用低维度逻辑函数卡诺图简化以及高维分区简化算法后，继续对原网系统进行控制，对于disjunctive类型约束不等式，设计的控制器复杂度大大降低。

摘要： 本发明提供了一种基于随机Petri网模型的共享单车分析调度方法，采用K‑means和MeanShift算法对某一区域某一天的共享单车数据进行聚类分析，根据得到的各共享单车虚拟站点和各站点之间的调度情况，建立调度前的随机Petri网模型；基于共享单车的自然流动情况，对调度过程中的变量进行设置，建立随机Petri网模型；所述变量包括：调度路径、调度时间和调度数量；利用随机Petri网模型，根据控制变量法调整每条调度路径中的共享单车的调度数量，得到共享单车的最佳调度频率，确定出共享单车的最佳调度策略，使各虚拟站点的共享单车数量稳定在初始状态。本发明的有益效果是：缓解了共享单车停放混乱、分布无序的问题。

摘要： 本发明涉及一种基于广义随机Petri网的AADL软硬件综合可靠性模型的评估方法，首先，构建软硬件综合的AADL可靠性模型；然后将运行平台构件事务级错误模型中事务单元内部的基本错误模型元素转换为GSPN中的基本元素；对刻画运行平台构件内部数据流交互的事务单元之间的连接关系进行转换；对架构模型中定义的运行平台构件之间的连接关系、软件构件与运行平台构件之间的绑定关系进行转换；使得系统运行平台构件转换得到的GSPN子模型与系统软件构件转换得到的GSPN子模型复合为系统软硬件综合的GSPN模型，在此基础上，调用GSPN计算工具，对系统进行稳定概率分布计算，完成软硬件综合的可靠性评估。

摘要： 本发明提供一种基于面向对象广义随机Petri网的CPS建模与分析方法。首先根据所建模CPS的具体情境，将其中的设备划分为传感器、控制器、执行器三大组件，然后将三大组件抽象为对象，构建OGSPN模型，根据对象的OGSPN模型的概念与实际CPS中各组件的具体任务，扩展顶层OGSPN模型中各个对象，得到系统的OGSPN模型；之后将OGSPN模型压缩为传统GSPN，对GSPN中的参数进行模糊化处理，得到模糊GSPN，使用马尔科夫方法求解模糊GSPN的稳态概率。最后对得到的稳态概率值进行解模糊，得到最终准确的数值结果。本发明采用了模糊数学与马尔科夫链的分析方法，有效的处理了CPS中的不确定性，从而使结果具有高度的精确性。

摘要： 本发明公开了一种基于层次化的有色广义随机Petri网的云数据中心IT架构服务可靠性建模方法，针对相应的IT架构的服务可靠性研究存在的局限性，利用层次化建模方法，基于融合了有色Petri网和广义随机Petri网建立了层次化的有色广义随机Petri网(Hierarchical Colored Generalized Stochastic Petri Net,HCGSPN)系统模型，不仅刻画了IT架构对于服务请求的处理过程，还体现了外界到来的服务请求的时间变化特性及IT架构的实时资源使用情况与节点工作状态。从而能够实现服务可靠性的评估以及进一步提高服务可靠性的资源配置策略，为云数据中心IT架构的设计与运维提供参考。

摘要： 本发明属于自动制造系统技术领域，公开了一种基于析取型广义互斥约束Petri网控制器简化及设计方法，所述基于析取型广义互斥约束Petri网控制器的简化设计方法包括以下步骤：通过对低维度不等式:初次简化约束不等式；利用分区方式实现对高维约束不等式的等价分解，给出对应的算法；利用简化后的不等式对控制器进行设计。本发明复杂度降低体现在析取型规范中各约束不等式简化后的组合形式发生了变化、连接弧减少以及添加库所的数目减少。本发明应用Petri网作为数学工具，应用低维度逻辑函数卡诺图简化以及高维分区简化算法后，继续对原网系统进行控制，对于disjunctive类型约束不等式，设计的控制器复杂度大大降低。

摘要： 本发明提供的基于随机Petri网的区块链舆情存证系统及其实现方法，属于区块链应用技术领域，包括：S1采用随机Petri网对区块链舆情存证系统进行建模，获得区块链舆情存证系统的随机Petri网模型；S2获取与区块链舆情存证系统的随机Petri网模型的SPN等价同构的马尔可夫链；S3基于马尔可夫链平稳分布相关定理和切普曼‑柯尔莫哥洛夫方程，进行系统动态仿真；S4根据马尔可夫链平稳状态下各变迁状态间的的概率关系式分析区块链舆情存证系统的随机Petri网模型的效能。本发明能够从机制层面厘清区块链网络舆情存证流程，定量分析区块链舆情存证系统的效能，提高网络舆情治理效率。

摘要： 本发明公开了一种基于排队论和广义随机petri网的机场安检流程优化方法，包括：获取机场安检布局信息，基于排队论、广义随机petri网以及安检布局信息构建安检流程模型；获取机场安检历史信息；其中，所述安检历史信息包括顾客到达时间间隔以及服务台检测目标所用时间；将所述安检历史信息代入安检流程模型中进行仿真计算，得到仿真结果；将仿真结果进行比对，判断结果是否满足预期效果，若是不满足，则相应的在平均托肯数量最多的库所对应的变迁增加安检资源或者在平均托肯数最少的库所对应的变迁减少安检资源；继续仿真计算直到满足预期效果。本申请能够准确有效的实现机场安检流程的优化，提高安检效率和质量。