基于petri網(wǎng)的校園一卡通系統(tǒng)優(yōu)化分析

徐長雨 劉祥偉 王麗麗

摘 要：構(gòu)建基于petri網(wǎng)的校園卡使用模型，通過增加控制結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)，讓使用者通過系統(tǒng)清晰地獲得信息，實(shí)現(xiàn)校園洗浴系統(tǒng)的優(yōu)化，給用戶帶來更加人性化的洗浴體驗(yàn).仿真軟件驗(yàn)證結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠滿足peteri網(wǎng)的有界性和安全性，運(yùn)行良好.

關(guān)鍵詞：petri網(wǎng)； 建模； 控制結(jié)構(gòu)； PIPE

[中圖分類號(hào)]TP391.9 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

文章編號(hào)：1003-6180（2018）02-0021-03

Abstract：Construct a usage model based on Petri Net for campus cards. By adding a control structure optimization system， users can obtain information through the system and achieve optimization of the campus bathing system， thereby giving the user a more human bathing experience. Simulation software verification results show that the modeling and optimization system.

Key words：petri net； modling； control structure；PIPE

Petri網(wǎng)用圖形符號(hào)語言直觀描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)狀態(tài)變化，應(yīng)用于系統(tǒng)的建模和性質(zhì)分析.Zhai P J[1]等提出一種基于Petri網(wǎng)的優(yōu)化分析方法，根據(jù)支付的實(shí)際情況，在確保付款方式比例的情況下，通過增加相關(guān)控制結(jié)構(gòu)來進(jìn)行優(yōu)化.Zuo-Wei F U[2] 等給出加入抑制弧的優(yōu)化算法，為Petri網(wǎng)的應(yīng)用提供了一種新的思路.石彎彎[3] 等提出了行為輪廓業(yè)務(wù)系統(tǒng)優(yōu)化分析方法，通過增加活動(dòng)變遷和庫所對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行建模優(yōu)化.曹蕊[4] 等提出了基于業(yè)務(wù)流程模型抽象的流程配置優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的配置優(yōu)化分析.何路路[5] 等提出基于 Petri網(wǎng)的工作流系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型，通過工作流 Petri網(wǎng)的語義性質(zhì)建模并證明模型的有效性.賈小貝[6]等通過Petri網(wǎng)模型確定行為之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出基于行為輪廓的行為相似性計(jì)算方法，為用戶的特征分析提供決策支持.本文通過petri網(wǎng)建模，構(gòu)建基于petri網(wǎng)的校園卡使用模型，通過增加控制結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)，讓使用者能夠通過系統(tǒng)清晰地獲得信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)校園洗浴系統(tǒng)的優(yōu)化，從而給用戶帶來更加人性化的洗浴體驗(yàn).

1 校園洗浴系統(tǒng)可達(dá)性建模優(yōu)化分析

以校園洗浴系統(tǒng)為例.進(jìn)入浴室后，使用者插入校園卡，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測該卡.通過檢測后，讀取相應(yīng)的個(gè)人信息，檢查水卡的賬戶余額.當(dāng)賬戶有余額時(shí)，水龍頭就會(huì)啟動(dòng).

圖1中，t0插卡，t1系統(tǒng)檢測，產(chǎn)生一個(gè)排他結(jié)構(gòu)[8]. 如果插入的卡不是校園卡，或者說該卡已經(jīng)消磁，那么系統(tǒng)就會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置t2，發(fā)出報(bào)警引發(fā)t7，提示換卡t8，確定后，換卡t9發(fā)生，之后t10發(fā)生，即重新插卡，然后重新檢測，即t1再次發(fā)生.如果插入的卡通過系統(tǒng)檢測，t2讀取數(shù)據(jù)，檢測水卡中的余額，即t3發(fā)生，產(chǎn)生一個(gè)排他結(jié)構(gòu)，用來區(qū)分到底水卡中的余額存在與否.當(dāng)水卡中還有金額時(shí)，發(fā)生t4，觸發(fā)t5發(fā)生，這時(shí)候水龍頭正常出水.用完水后取卡，即發(fā)生t6.還有一種情況是t11發(fā)生，檢測到水卡中沒有金額了，提示充值，t12發(fā)生，當(dāng)執(zhí)行充值時(shí)，t13發(fā)生.

系統(tǒng)雖然可以成功地反映洗浴的整個(gè)過程，但缺少人性化的一些提示.比如說，當(dāng)插入校園卡檢測通過并讀取水卡中的金額時(shí)，對(duì)于水卡中余額低于兩元時(shí)，應(yīng)友好的提示下用戶，給用戶一個(gè)大致的了解.因?yàn)橐话闱闆r下，兩元通常不能夠滿足一次長久的洗浴.針對(duì)此種狀況，筆者對(duì)該過程重新進(jìn)行優(yōu)化，見圖2.

圖2中，系統(tǒng)檢測到水卡有余額時(shí)，t4發(fā)生，水龍頭不是立即出水，而是再對(duì)余額中金額進(jìn)行一個(gè)比較，產(chǎn)生一個(gè)排他結(jié)構(gòu)，用虛線框標(biāo)記出來.當(dāng)余額大于2元時(shí)，用tx表示，此時(shí)執(zhí)行t24，啟動(dòng)水龍頭出水，然后再取卡，發(fā)生t25.否則就是低于2元，用ty表示，這時(shí)候會(huì)提示用戶，水卡的余額可能不夠支持此次的洗浴，即t21發(fā)生.當(dāng)用戶得知此情況之后，可以選擇是否決定去充值，或者繼續(xù)洗浴.于是這里應(yīng)該也有一個(gè)排他結(jié)構(gòu).當(dāng)使用者選擇充值時(shí)，之后的執(zhí)行情況與之前敘述一樣，不在贅述.

提示后，如果選擇繼續(xù)洗浴，用一個(gè)變遷t23表示等待3秒，給用戶一個(gè)選擇的時(shí)間，3秒后，水龍頭將正常出水.可以看到，通過增加一個(gè)（tx，yy）排他結(jié)構(gòu)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)于校園洗浴系統(tǒng)的優(yōu)化，從而給用戶帶來了更加人性化的洗浴體驗(yàn).

2 校園洗浴系統(tǒng)可達(dá)性建模仿真

使用PIPEV4.2.1進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證優(yōu)化是否達(dá)到預(yù)期的要求.見圖3.通過函數(shù)State Space Analysis得出圖4.

驗(yàn)證優(yōu)化后的有界性、安全性以及有無死鎖.仿真實(shí)驗(yàn)表明，該結(jié)構(gòu)能夠滿足有界性和安全性的要求.

3 結(jié)束語

通過增加控制結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)校園洗浴系統(tǒng)的優(yōu)化，從而給用戶帶來了更加人性化的洗浴體驗(yàn)，較好地提示水卡余額不足的情況.仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠滿足petri網(wǎng)的有界性和安全性，但是對(duì)于未能滿足閉環(huán)系統(tǒng)帶來的死鎖，還需要進(jìn)一步研究.

參考文獻(xiàn)

[1] Zhai P J， Wang L L， Liu X W. Optimization analysis of payment process model based on petri net[J]. Journal of Hubei Normal University，2017（3）：71-75.

[2] Zuo-Wei F U， Yue X B. A workflow model optimization based on Petri net[J]. Journal of Changsha University of Science & Technology，2012（6）：81-86.

[3] 石彎彎，劉祥偉，王麗麗.基于Petri網(wǎng)的網(wǎng)上購物系統(tǒng)建模優(yōu)化分析[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（6）：99-101.

[4] 曹蕊，劉祥偉，王麗麗.基于Petri網(wǎng)流程配置的材料采購系統(tǒng)優(yōu)化分析[J].長春師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2017（4）：13-18.

[5] 何路路，方歡.基于Petri網(wǎng)的保險(xiǎn)工作流系統(tǒng)建模及驗(yàn)證[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2017（1）：5-8.

[6] 賈小貝，方歡.基于行為輪廓的網(wǎng)絡(luò)日志行為相似性分析[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2017（3）：1-5.

編輯：琳莉