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基于对象Petri网的建模仿真环境OPMSE
基于对象Petri网的建模仿真环境OPMSE
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基于对象Petri网的建模仿真环境OPMSE
OPMSE是在研究大型复杂系统分析与设计的理论和方法及系统建模仿真方法及其支持环境研究的基础上研制而成的，面向大型复杂系统的描述和仿真的集成建模仿真环境。它一方面可以用于大型复杂系统的研制与开发，通过仿真进行系统的方案论证、结构和性能分析以及效能评价；另一方面用于实际系统的结构和运行机制描述，作为交互式仿真的基础，用在系统培训等方面，对实现培训模拟化有很大意义。
项目内容
OPMSE是基于对象Petri网理论构建的建模仿真环境。OPMSE用对象、端口、位置、转移、弧的连接表示系统的静态功能和结构，便于系统设计者对系统作出分层的多级抽象，以不同的抽象层模拟系统。OPMSE利用Petri网的动态特性及其自含的执行控制机制，综合数据流、控制流和状态转移，能方便地描述系统的分布、并发、同步、异步、冲突等特性，并通过转移的点火和令牌的移动描述系统的动态行为。OPMSE利用Petri网图示化的特点，借助于计算机图形学，实现模型的动态图形演示，具有直观、易懂和易用的特点。另外，Petri网也是一种具有严密理论基础的数学工具。它能与矩阵理论结合在一起建立系统状态方程、代数方程，能与随机过程论、信息论结合在一起描述和分析系统的不确定性或随机性。借助Petri网理论中所建立的一系列分析检验方法，例如活性、有界性、不变性及可达树等，也可对系统的静态结构和动态行为进行分析。
OPMSE使用自行开发的独具特色的描述语言－对象Petri网描述语言（OPDL），来对系统的结构和行为进行详细的描述，提高系统的描述能力。提供以类为基础的模型组织方式，类可以在不同层次上使用，增加了模型的可重用性。使用内嵌的网络通信模块支持分布仿真。内嵌VB Script作为系统的脚本描述语言。使用MS Visual SourceSafe提供协同建模支持。
目前该系统可在Windows ?95＋COM/98/NT4.0 (SP3)/Win2K下运行。
图1 OPMSE 环境
本项目具有以下特色：
⑴ 提供适应大型复杂系统特点的规范化的模型描述方法。
采用对象Petri网作为系统模型的描述方法。
⑵ 强有力的建模支持和模型重用。
仿真环境能够支持模块化、结构化的建模，支持模型的增量式开发。能够提供对模型、数据、图形等的存储、检索与管理，提供对已有模型的重用手段。
⑶ 仿真过程有良好的交互性。
仿真系统的交互能力表现在两个方面，一是支持不同仿真节点之间的交互作用；二是用户可以控制模型的执行过程，可以随时暂停模型的执行，修改模型的状态甚至结构，然后从断点处继续运行。用户对仿真的干预，更有利于对模型进行分析和评价。
⑷ 支持仿真过程的多媒体表现。
在仿真的动态演变过程中实现抽象演算与直观表达形式相结合。对仿真过程进行多媒体表现，便于信息交流，加快建模速度，提高仿真精度和仿真效率，并且能够降低对用户操作水平的要求，减小用户与计算机之间的隔阂。
⑸ 有友好的人机接口。
友好的人机接口，能使用户更有效地使用系统，它表现在可视化的建模环境，可视化的仿真过程，图形化的数据分析手段，一体化的接口和操作。它是提高效率，快速建模，辅助分析的重要手段。
⑹ 支持数据结果的分析、显示及文档化。
对仿真结果数据分析可分为两大类：一类是数据压缩，一类是数据合成。数据压缩是指将整个描述变量的轨迹行为转变为更浓缩的形式，又可分为统计数据压缩和解析数据压缩两种。前者是将轨迹行为转变为几个点行为，如最小值、最大值、取值范围、标准差等，后者则是将轨迹行为转变为曲线或某种解析形式。数据合成是指将几个描述变量的轨迹行为合成为面向问题的指标参数的行为。仿真环境对上述分析提供了强有力的支持。
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