基于超图的突发灾害事件演化网络研究

突发灾害事件演化是灾害系统各要素相互作用的结果,从系统要素相互作用的视角剖析突发灾害事件网络演化机理,对阻断次生、衍生事件的发生,减少事件损失,提高应急处置效果具有重要意义.在分析了突发灾害事件网络演化机理基础上,基于超图理论构建了突发灾害事件演化网络模型,通过分析超图的拓扑特性对承灾体的关联性、暴露性以及事件的衍生性、危害性和重要性进行了评估,并基于超图生成的线图对灾害事件的关键演化链进行了描述,最后,以某城市燃气泄露爆炸事件为例进行了验证分析.研究表明,所构建模型既能对突发灾害事件演化网络进行结构化描述,又能对事件及承灾体的风险和重要性进行评估,为分析突发灾害事件网络演化提供了有力工具.     

基于半马尔科夫过程的逻辑门可靠性分析

动态故障树分析方法是在静态故障树的基础上拓展而来的自上而下的图形化演绎技术,可以很好地对具有复杂失效行为和交互作用的系统进行建模,进而分析系统的可靠性。本文从动态故障树逻辑门的可靠性建模与分析入手,结合半马尔科夫过程原理,将动态逻辑门转化为半马尔科夫链。其次给出在半马尔科夫链中动态逻辑门输出事件的发生概率和系统可靠性的计算公式。提出各种逻辑门到半马尔科夫链的通用转化模型,通过更改通用模型中的相关参数,将逻辑门转化为半马尔科夫链。最后,基于半马尔科夫过程求解动态逻辑门输出事件的发生概率,以动态优先与门、顺序相关门和备件门为例,并给出系统可靠性的计算公式。     

基于GSPN的实施延迟策略生产系统建模与性能分析

延迟策略是协调市场需求变化的绝对性和生产系统相对稳定性矛盾的一个重要战略手段。为分析实施延迟策略生产系统的性能,利用随机广义Petri-net(GSPN)的建模分析方法,并根据GSPN与马尔科夫链的同构关系,将GSPN模型转化成为等价的马尔科夫链模型。通过马尔科夫链及相关数学方法获得实施延迟策略生产系统的主要性能指标。该方法不仅可以分析实施延迟策略生产系统的整体性能,而且能够对系统的各个环节运作效率做出定量分析。最后,通过算例分析验证了该方法的科学性与有效性,丰富了延迟策略研究方面的方法理论。     

基于模糊随机系统动力学模型的矿区环境质量评价

为了解决矿区环境质量评价问题,将模糊Petri网(FPN)和随机Petri网(SPN)相结合,并扩展成具有状态转移计算功能和可信度计算功能的模糊随机函数函数Petri网(FSFPN);然后,将FSFPN与系统动力学(SD)模型相结合,提出了一种FSFPN-SD模型,该模型很好地继承了SD模型的全部特征,同时又将FSFPN网的全部特征融入到FSFPN-SD模型中。FSFPN-SD模型的评价过程是基于被评价系统的自主动态演变而进行的,从而避开了因选择不合理评价指标而带来的评价结果不准确的困扰;基于Petri网的评价模型图中的节点具有明确的物理含义且具有运行状态表示,节点之间具有明确的因果关联关系,该特点可方便于评价模型的构建。应用结果表明,FSFPN-SD模型能获得评价结论及其可信度、能获得影响评价结论的关键因果路径、能获得评价结果与各影响因素之间的相关性变化曲线。根据这些信息,可以制定具有针对性的控制对策。     

基于随机Petri网的航空货运出港系统分析

航空货运出港作业是影响航空货运速度的重要环节。本文根据航空货运出港流程建立了出港系统的随机Petri网模型(SPN)和同构的马尔柯夫链(MC)。以国内某枢纽机场航空货站为例,计算了MC的稳定状态概率,分析了系统的运作效率和延时时间,并对提高航空货运出港系统运行效率提出了建议。     

K(0,1)-TPN方法在三防系统安全性分析应用

三防系统软件是坦克装甲车辆防护系统中的安全关键软件,对其安全性分析是十分必要的.定义了k(0,1)—时间Petri网(K(0,1)-TPN),该网是对时间Petri网的一种扩展,对于输入不同、运行过程相同及其控制机构相同或不同的系统分析建模具有普遍的应用价值.应用k(0,1)—时间Petri网及其动态的运行规则,并采用合成技术建立起了三防系统的模型.通过对运行时序、状态转移等的分析,得出了若干个三防软件系统存在的危险状态,并对软件及其系统的修改提出了建议.     

P/R网和进程(Ⅰ)

Petri网是描述、分析和设计并发行为的数学工具。然而,对于并发行为中至关重要的进程概念,网论中的定义一直未能尽如人意。本文认为,把Petri网看作平面网的传统观点是造成这种困难的重要原因,并定义了一种多层Petri网——Petri/Riemann网,简称P/R网,以图解决上述困难。本文证明了,对任意的EN系统(以及C/E系统)均存在一个P/R网表示,既反映系统的静态性质(结点间的拓扑排序),又反映系统的动态性质(事件点火的偏序关系)。P/R网到系统的映射即定义为进程。     

输电系统的部分可观Petri网故障诊断器设计

采用部分可观Petri网的故障诊断方法来解决变电站输电系统中不可观事件和不可观运行状态的故障诊断问题.首先,将系统可观测序列分解为长度为1的基础观测序列,应用线性不等式矩阵计算与基础观测序列相符的点火序列集;然后,基于整数线性规划问题,利用向前向后函数拓宽诊断区间,同时应用参数K限定故障诊断序列长度,通过分析系统可观事件和系统部分可观状态,给出故障诊断结果.最后,构造变电站输电系统的部分可观Petri网模型,应用提出的故障诊断算法对输电系统进行诊断,诊断结果准确给出了故障发生与否及故障发生位置.算法适用于在线故障诊断,计算复杂性线性相关于观序列长度.     

有界Petri网的可逆性和活性的STP判别方法

基于矩阵半张量积(the semi-tensor product,STP)方法研究了有界Petri网系统的可逆性和活性问题.首先,利用先前所建立的有界Petri网系统的状态演化方程,分别给出了有界Petri网系统的可逆性和活性判别的充要条件.文章的结果是基于矩阵形式的,利用Matlab的STP工具箱,可将Petri网系统的可逆性和活性判别问题转化为简单直接的矩阵计算问题.所提出的方法不仅形式简单、计算方便,而且易于计算机实现.其次,两个实例说明了文章所提出方法的可行性和有效性.     

工程问题的Petri网模型及其分析

提出一种工程问题的Petri网模型及其构造方法,并且通过该Petri网模型及其可达标识图,给出了整个工程的关键路径和合理施工方案的求解方法.     

Representation and analysis of behavior for multiprocess systems by using stochastic Petri nets

This paper proposes a new approach to visually represent the behavior of multiprocess in a computer network system using stochastic Petri net (SPN) and an aggregate approach of SPN and Markov renewal process (MRP) to conduct behavior analysis and performance evaluation for the system. SPN is employed because of its highly visual nature that can give insight into the nature of the modeled system and because of its expressive power for an exponentially distributed event. In order to increase the analytical power of the SPN model, MRP is introduced and an embedded transference probability matrix is applied to obtain the steady-state solution of the model, from which it is possible to obtain automatically the performance measures of the multiprocess computer network system.     

考虑双方感知满意度的应急资源再配置方法

突发事件常诱发次生灾害,在外界大规模应急资源配送前,发挥区域互救优势,共享原生灾害点应急资源进行资源再配置是及时响应次生灾害的重要手段之一。本文尝试将灾民心理因素融入到应急资源的再配置问题中,基于前景理论提出了原生灾害点灾民的感知满意度模型,结合生存概率曲线对次生灾害点灾民感知满意度进行刻画,构建了考虑双方灾民感知满意度的多目标优化模型。此外,引入缩放系数和违反约束检查函数,改进多目标粒子群算法以加快算法初始化,进而提升模型求解效率。最后,本文通过算例验证了模型和算法的可行性和科学性,并与传统资源配置问题进行了对比,为具有连锁反应的突发事件应急管理提供决策支持。     

A method to abstract a stochastic Petri net

We propose a method to abstract a given stochastic Petri net (SPN). We shall show that the reachability tree of the given SPN is isomorphic to a Markov renewal process. Then, the given SPN is transformed to a state transition system (STS) and the STS is reduced. The reduction of states on STS corresponds to a fusion of series transitions on the SPN. The reduced STS is again transformed to an abstract SPN. We show that it is helpful to use the notion of the conditional firstpassage time from a certain state to the others on the STS to reduce nonessential states, thus places and transitions on the given SPN. Mass functions, that is, the distribution functions of conditional first-passage time between preserved states on the reduced MRP, preserve firing probabilities of fused transitions. Firing probability of the preserved transition also preserves the stochastic properties of the fused transitions.     

基于区间二型梯形模糊集的应急物资储备动态协同决策模型

重大灾害下应急物资储备决策是阻止突发灾难蔓延的有效手段之一。针对救灾信息具备不确定性与复杂性特点,构建基于区间二型梯形模糊集的应急物资储备动态协同决策模型,并给出应急物资储备策略。利用区间二型模糊集理论的决策方案并结合比例分析法(COPRAS),构建常态环境下应急物资供应商选择的群决策模型,解决不相容群决策属性之间的冲突问题;进而,充分考虑“救灾阶段性动态时间因素”对储备决策的影响,构建动态救灾环境下应急物资储备结构模糊优化模型,实现常态决策与非常态应急决策之间的动态协同;最后,以2012年云南丽江“6.14”突发特大山洪灾害为实例进行数值分析,验证该动态协同决策模型的合理性与可行性,能有效解决动态救灾环境下应急物资储备结构优化问题。     

我国“政府主导-社会参与”救灾体制改革的演化路径分析

《关于推进防灾减灾救灾机制体制改革的意见》提出我国救灾工作要“坚持党委领导、政府主导、社会力量和市场机制广泛参与”,但推动改革的具体实施路径尚在探索中。通过归纳中西方两种典型救灾体制的优缺点,构建政府救援部门和社会力量协同救灾的演化博弈分析框架,论证了“政府主导-社会参与”救灾体制改革的多重演化路径、均衡条件和关键影响因素。研究表明,政府与社会力量的协同救援效应和救援工作的阶段特征,是决定救灾体制演化的两个关键性因素。在推进传统救灾模式到理想救灾模式的体制演化过程中,存在“双轨制”协调博弈或“一抓就死、一放就活”周期解等过渡状态的多条演化路径。救灾模式需要随救灾工作的阶段转换进行调整。     

Non-commutative Markov chains and multi-analytic operators

We study a model of repeated interaction between quantum systems which can be thought of as a non-commutative Markov chain. It is shown that there exists an outgoing Cuntz scattering system associated to this model which induces an input-output formalism with a transfer function corresponding to a multi-analytic operator, in the sense of multivariate operator theory. Finally we show that observability for this system is closely related to the scattering theory of non-commutative Markov chains.     

基于两类型灾害事件考虑的赈灾物资储备

赈灾物资的储备,既要符合物资的科学储存规律、又要满足物资储备的经济规律.在建立赈灾物资储备一般模型后,按照重复灾害事件和未遂灾害事件两类灾害事件的理论之说,对模型进行修改完善,分别构建未遂灾害事件的赈灾物资储备模型以及重复灾害事件的赈灾物资储备模型.通过实例分析,验证了所建模型的合理性和可行性.