[发明专利]基于着色Petri网能力使命线程形式描述与验证方法

权利要求书

1.一种基于着色Petri网能力使命线程形式描述与验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供使命线程的信息表，根据信息表在活动间的传递过程，梳理分析使命线程中活动关系，包括活动与活动之间的关系即逻辑关系，以及活动输入输出间的关系即活动规则；

(2)为形式化描述使命线程中的逻辑关系，引入同步器，并建立逻辑关系与同步器之间的转换关系，建立由同步器与库所/变迁系统这样一类Petri网组合而成的带环同步网；基于带环同步网，给出使命线程逻辑的形式定义和执行规则，建立使命线程逻辑模型；

定义：一个着色Petri网是一个九元组CPN＝(∑，P，T，A，N，C，G，E，I)，满足如下条件：

∑是有限的非空的类型集合，称为颜色集；

P是有限的库所集合；

T是有限的变迁集合；

A是有限的弧集合：

N是节点函数，把A映射P×T∪T×P；

C是颜色函数，把P映射到∑；

G是警卫函数，把T映射为表达式，且满足：

E是弧表达式函数，把A映射为表达式，满足：p(a)是N(a)的库所；

I是初始化(initialization)函数，把P映射为闭表达式，且满足：

(3)为形式化描述活动规则，建立活动规则与着色Petri网即CPN中的颜色集、变迁、库所、弧函数之间的转换关系；将带环同步网作为使命线程语义模型的基本网结构，利用着色Petri网中的颜色集规范库所语义，利用CPN中的变迁输入弧函数规范使命线程逻辑模型中变迁输入弧语义，利用CPN中的变迁输出弧函数规范使命线程逻辑模型中变迁输出弧语义，从而在使命线程逻辑模型的基础上诱导出使命线程语义模型的定义以及相应的执行规则；

(4)在所述使命线程语义模型中加入时间动态进行扩展，得到混杂使命线程模型，通过CPNtools工具模拟事件动态，通过Matlab模拟时间动态，并且通过CPNtools工具和Matlab进行动态的交互，从而模拟实现混杂使命线程模型的混杂动态交互，进行仿真分析并获取属性值。

2.根据权利要求1所述的基于着色Petri网能力使命线程形式描述与验证方法，其特征在于，步骤(3)还包括验证步骤：从使命线程语义中提取出对应的使命线程逻辑，根据使命线程逻辑，定义死标识和末标识，使用普通Petri网中的可达标识树和T不变量方法验证使命线程逻辑模型是否具备畅通性。

3.根据权利要求1或2所述的基于着色Petri网能力使命线程形式描述与验证方法，其特征在于，步骤(3)还包括验证步骤：检测使命线程语义中有无冲突存在，若没有冲突存在，则所述使命线程语义模型与使命线程逻辑模型之间是一致的。

4.根据权利要求1或2所述的基于着色Petri网能力使命线程形式描述与验证方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述逻辑关系包括顺序、并行、选择、同步与、同步或、环。

5.根据权利要求4所述的基于着色Petri网能力使命线程形式描述与验证方法，其特征在于，所述步骤(2)中建立逻辑关系与同步器之间的转换关系如下：顺序关系转换为顺序同步器；在并行关系下，若某活动之后每次有且仅有n个活动独立发生，则并行关系转换为容量为n的并行同步器；在选择关系下，若某活动之后有n个活动，每次只任意选择m个活动发生，其中0＜m＜n，则选择关系转换为容量为m的选择同步器；在同步与关系下，若某活动之前每次有且仅有n个活动独立发生，则同步与关系转换为容量为n的同步与同步器；在同步或关系下，若某活动之前有n个活动，每次只任意选择m个活动发生，其中0＜m＜n，则转换为容量为m的同步或同步器；环关系根据选择条件的多少转换为对应容量的选择同步器。

6.根据权利要求1或2所述的基于着色Petri网能力使命线程形式描述与验证方法，其特征在于，所述步骤(2)中，活动规则与着色Petri网中的颜色集、变迁、库所、弧函数之间的转换关系如下：用着色Petri网中的颜色集形式化描述信息表；活动的输入输出对应转化为着色Petri网中的输入库所、输出库所；活动本身转化为着色Petri网中的变迁；活动规则转化为着色Petri网中的弧函数。