Первой С.В. Система видеонаблюдения для предотвращения критических ситуаций в прибрежной акватории (1005959), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Позициии переходы соединяются дугами.Если позиция (условие) p j является входной для перехода (события) ti , тодуга направлена от p j к ti . Если позиция p j является выходной позициейперехода ti , то дуга направлена от ti к p j .Если условие выполнено, то внутри кружка помещается маркер (точка), и,в этом случае говорят, что условие маркировано или размечено. При этом длясетей Петри общего вида допускается наличие более одной метки в позиции.Достоинством языка сетей Петри является то, что он позволяет описыватьпараллельные процессы, а также имеет средства для описания и разрешенияконфликтных состояний, когда необходимо запретить одновременное развитиенескольких процессов [51].Формально сеть Петри определяется следующим образом.Сетью Петри V называется набор из пяти элементов вида V  P, T , I , O, M 0  ,гдеP  { p1 , p2 ,..., pn } - конечное непустое множество позиций или условий;T  {t1 , t2 ,..., tm } - конечное непустое множество переходов или событий;I : T  P - является входной функцией: отображает переходыt j  T , j  1, 2,..., m в комплекты входных позиций (условий) I (t j ) ;O : T  P - является выходной функцией: отображает переходыt j  T , j  1, 2,..., m в комплекты выходных позиций (условий) O(t j ) ;M 0 : P  {0,1, 2,...} - начальная разметка сети V .70Следует учитывать, что множество позиций (условий) и множество переходов(позиций) не пересекается, то есть P  T   .Маркировка сети Петри V задается в виде векторной функцииM : P  {0,1, 2,...} , которая определяет число меток в каждой позиции сети.

Тоесть маркировка в каждый такт времени задается векторомM  (1 , 2 ,..., n )T , n | P | . Распределение меток в позициях сети Петриопределяет порядок ее выполнения, который зависит от последовательностиреализации переходов. Переход (событие) может быть реализован (разрешен),только если он становится активным, то есть когда каждая из его входныхпозиций содержит число меток не меньшее, чем число дуг, соединяющих ее сэтим переходом. Когда переход имеет несколько выходных позиций, после егореализации все они получат метки, то есть произойдет распараллеливаниепроцесса.В обычных (оригинальных) сетях Петри предполагается, что реализацияперехода рассматривается как мгновенное событие, занимающее нулевое время.Выполнением сети Петри управляют количество и распределение маркеровв сети.

Сеть Петри выполняется посредством запусков переходов. Каждыйразрешенный переход запускается удалением маркеров из его входных позицийи образованием новых маркеров, помещаемых в его выходные позиции. Как ужеотмечалось, переход запускается удалением разрешающих маркеров из еговходных позиций и последующим помещением в каждую из его выходныхпозиций по одному маркеру для каждой дуги. Запуски переходов могутосуществляться до тех пор, пока существует хотя бы один разрешенный переход.Когда не останется ни одного разрешенного перехода, выполнение переходов иработа сети Петри прекращается.Следует отметить, что сеть Петри представляет собой модель структурыуправления, но не отражает связь управляющего блока с объектами управления,в случае проектированного объекта с конкретными его электроагрегатами.Поэтому появились различные расширения сети Петри, которые позволяютмоделировать взаимодействие сети с управляемыми объектами.

Например, водном из подходов, в сеть Петри вводилось специальное множество позиций,71каждая из которых представляет собой отдельный входной или выходнойсимвол, характеризующий условие взаимодействие с объектом. В позицию,соответствующую входному символу, метка помещается извне, а не в результатереализации переходов сети. Метка, появившаяся при выполнении сети Петри впозиции, соответствующей выходному символу, удаляется после выполнениядействий с объектом управления.4.3 Программные средства имитационного моделирования сложныхсобытийных системСеть Петри позволяет анализировать и моделировать логику поведенияраспределенной сети при наступлении в ней тех или иных событий (аварийныхситуаций). Для моделирования этих процессов имеются целый ряд программныхпродуктов [52].

Однако сети Петри не позволяют моделировать одновременнонепрерывные процессы и влияние на них различных управляющих воздействий,а также логику переходов от одного состояния системы к другому при попаданииколичественных показателей системы из одной области допустимых параметровв другую. Они предназначены только для анализа логических возможностейперехода от одного множества ситуаций (событий) к другому. Поэтому дляодновременного анализа процессов управления непрерывными процессами идискретной последовательностью событий в распределенной системеприходится использовать другие инструментальные средства.Математический аппарат для исследования таких событийно-управляемыхсистем пока развит достаточно слабо.Однако, из-за высоких практических потребностей анализа подобныхсистем, было разработано достаточно большее количество программныхреализаций имитационного моделирования.

Одним из широко распространенныхпрограммных средств для моделирования дискретно –событийных системявляется пакет Stateflow среды Matlab. Пакет реализует визуальную технологиюпрограммирования гибридных автоматов, которая является расширением теорииконечных автоматов [53].72В этом пакете (Toolbox) простейший гибридный автомат представляется ввиде направленного графа, имеющего графическое представление, показанноениже на рисунке 4.3.1.Рис.4.3.1Единственная вершина графа гибридного автомата отображает динамикуобъекта управления в фазе ожидания системы (между моментами еесрабатывания).

Грани графа задают переходы. С вершиной сопоставляетсямодель объекта управления (набор начальных состояний и дифференциальныхуравнений для непрерывного динамического объекта, набор начальныхсостояний и разностных уравнений для дискретного динамического объекта ипрочее). Грани – это фаза реагирования.

Каждой грани ставится в соответствиеусловие перехода к этой фазе и действие, осуществляемое системой в этой фазе.Основой пакета Stateflow является SF – диаграммы, создаваемыеграфическими средствами пакета, на основе анализа спецификаций (требований)к системе. Главные неграфические компоненты таких диаграмм - это события,действия и данные (числовые переменные), а основные графические компоненты- состояние и переход.

Событие рассматривается как некоторая сущность,появляющаяся из-за явлений, происходящих вне рассматриваемой системы, икоторое, возможно, требует некоторых ответных действий. События, при этом,считаются мгновенными. В системе Stateflow обычно понимают термин«состояние», как условия, в которых моделируемая система пребывает некотороевремя, и, в течение которого она ведет себя одинаковым образом.Под действиями понимается реакция моделируемой системы на события.Подобно событиям, действия принято считать мгновенными.73В графическом представлении диаграммы переходов состояния представленыпрямоугольными полями. Под термином «переход» понимают изменениесостояния, обычно вызываемое некоторым значительным событием.

Какправило, состояние соответствует промежутку времени между двумя такимисобытиями. Переходы показываются в диаграммах переходов линиями сострелками, указывающими направление перехода. Каждому переходу могут бытьсопоставлены условия, при выполнении которых переход осуществляется. Скаждым переходом и каждым состоянием могут быть соотнесены некоторыедействия. Действия могут дополнительно обозначаться как действия,выполняемые однократно при входе в состояние; действия, выполняемыемногократно внутри некоторого состояния и действия, выполняемые однократнопри выходе из состояния.На рисунке 4.3.2 изображена типичная SF – диаграмма некой абстрактнойсистемы.Рис.4.3.2Другим объектом, который не отражается на графических диаграммахStateflow, является процедура, которая реализуется с помощью моделейконечных автоматов: модели Мура, связующей процедуру с состояниями, имодели Мили, связующей процедуру с переходами.

При этом, для записипроцедур используется специальная семантика пакета Stateflow.Понятие «данные» представляет в SF – моделях числовые значения инепосредственно на диаграмме не указываются.74ЗаключениеВ работе были проанализированы различные подходы к построениюсистемы видеонаблюдения прибрежной морской акватории.

Характеристики

Список файлов ВКР