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基于Petri网的UML模型分析及其在铁道信号系统中的应用研究的综述报告 Petri网是一种数学模型,常用来描述并行系统的行为,具有清晰、直观、精确、可视化等优点,近年来在铁道信号系统中得到广泛应用。本文将基于Petri网的UML模型分析及其在铁道信号系统中的应用进行综述。 一、Petri网和UML模型 Petri网是由荷兰数学家CarlAdamPetri首先提出的,它描述了某个系统中的状态与事件之间的关系,即用图像化方式表示系统的运行过程。Petri网有三种组成要素:输入和输出(也称为库所)、转移(也称为连线)和标识(也称为硬币)。 相比之下,UML模型更多的是一种软件设计语言。它可以以图的形式为系统进行建模,减轻设计者编写代码的压力。UML中有两种基本图型:结构图和行为图,其中行为图最适合对软件系统进行描述。 虽然两种模型的概念和目的略有不同,但它们都为工程师提供了描述和设计复杂系统的方法,并在工程领域得到广泛应用。 二、Petri网在铁道信号系统中的应用 铁道信号系统是当今企业中最复杂的监控系统之一,有许多复杂的规则和限制条件,需综合考虑。因此,使用Petri网在铁道信号系统中建模并进行分析可以大大提高开发效率和系统的可靠性。 在铁道信号系统中,Petri网通常被用来描述车站信号、车道和其他场景的行为,并通过Petri网的变迁条件、库所和弧分离出车站哪些部分是有用和哪些不是。当所有元素装配好后,运行Petri网生成的行为模型。通常在使用Petri网大数据分析的时候,工程师会利用Petri网的动态图展示系统运行时的性能和缺陷分析。 三、建立Petri网模型的步骤 下面将分别从建立Petri网模型的三个步骤(建立Petri网结构、确定Petri网交与接口、编写传递性分析模型)进行描述。 1.建立Petri网结构 在建立Petri网结构时,应首先确定每个库所和变迁的属性,然后确定库所点和变迁点之间的连接关系。可以使用通用的建模工具(如EnterpriseArchitect等)来建立Petri网结构。 2.确定Petri网交与接口 在确定Petri网交与接口时,应确定库所的输入和输出,以及在库所和变迁之间传递的信息类型。应该特别注意网络的度量,比如Petri网路中的库所和变迁之间的弧表示变迁的个数,堆叠的Petri网路中的箭头表示种类的个数。 3.编写传递性分析模型 在编写传递性分析模型时,应考虑系统本身的动态特征,并将Petri网路模型分成不同的序列。然后可以通过计算各个序列中的平均响应时间、重大缺陷数量、平均运行时间、平均维护时间等来进行分析。 四、总结 本文对基于Petri网的UML模型分析及其在铁道信号系统中的应用进行了综述。我们发现,Petri网提供了一种直观、精确和可视化的模型,使我们能够更好地理解系统的不同部分和组成元素,并对复杂系统进行建模和分析。因此,Petri网在铁道信号系统中的应用具有重大的意义。