[發(fā)明專利]一種基于時(shí)序狀態(tài)的圖形化建模與分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710021783.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106777785B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯俊;朱峰;老松楊;白亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 陸薇薇

1.一種基于時(shí)序狀態(tài)的圖形化建模與分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

(S1)構(gòu)建仿真模型圖形化建模模塊，用于仿真模型的圖形化建模開(kāi)發(fā)；具體為：

(S11)定義圖形化組件；所述圖形化組件包括開(kāi)始組件、數(shù)據(jù)組件、函數(shù)組件、嵌套函數(shù)組件、聯(lián)接組件和結(jié)束組件；所述開(kāi)始組件的作用在于配置仿真模型的初始輸入數(shù)據(jù)，為仿真模型的執(zhí)行提供初始數(shù)據(jù)輸入接口；所述數(shù)據(jù)組件用于存儲(chǔ)仿真模型的狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述函數(shù)組件用于表示發(fā)生狀態(tài)數(shù)據(jù)變化所要滿足的條件及計(jì)算函數(shù)；所述嵌套函數(shù)組件用于表示仿真對(duì)象子模型，輔助構(gòu)建較為復(fù)雜的仿真模型；所述聯(lián)接組件用于傳輸數(shù)據(jù)并描述數(shù)據(jù)的流向；所述結(jié)束組件用于保存仿真模型的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，為仿真模型提供數(shù)據(jù)輸出接口；

(S12)定義仿真模型的組成結(jié)構(gòu)；仿真模型的組成結(jié)構(gòu)具體為：

GM＝(S,D,H,H′,F,E,F_W,M,M₀)

其中，

S＝{s₁}是開(kāi)始組件集，s₁表示開(kāi)始組件，每一個(gè)GM有且僅有一個(gè)開(kāi)始組件；

D＝{d₁,d₂,…,d_a}是數(shù)據(jù)組件集，d_a表示數(shù)據(jù)組件，a為數(shù)據(jù)組件個(gè)數(shù)；

H＝{h₁,h₂,…,h_m}是函數(shù)組件集，h_m表示函數(shù)組件，m為函數(shù)組件個(gè)數(shù)；

H′＝{h₁′,h₂′,…,h_n′}是嵌套函數(shù)組件集，h_n′表示嵌套函數(shù)組件，n為嵌套函數(shù)組件個(gè)數(shù)；

F＝{f₁,f₂,...,f_u}是聯(lián)接組件集，f_u表示聯(lián)接組件，u為聯(lián)接組件個(gè)數(shù)；

E＝{e₁}是結(jié)束組件集，e₁表示結(jié)束組件，每一個(gè)GM有且僅有一個(gè)結(jié)束組件；

其中，且

聯(lián)接組件用以聯(lián)接開(kāi)始組件或數(shù)據(jù)組件或結(jié)束組件與函數(shù)組件或嵌套函數(shù)組件，為有向弧的集合；

F_W＝{y₁,y₂,...,y_u}是聯(lián)接組件上的權(quán)函數(shù)集，y_u表示權(quán)函數(shù)，u為聯(lián)接組件個(gè)數(shù)；

M₀：S∪D→{s_1,0,d_1,0,d_2,0,...,d_a,0}是初始標(biāo)識(shí)，即模型運(yùn)行前開(kāi)始組件s_1,0與數(shù)據(jù)組件d_1,0,d_2,0,...,d_a,0中的初始狀態(tài)數(shù)據(jù)；

M:S∪E∪D→{s₁,e₁,d₁,d₂,...,d_a}是狀態(tài)標(biāo)識(shí)，即模型運(yùn)行過(guò)程中開(kāi)始組件、結(jié)束組件以及數(shù)據(jù)組件中的狀態(tài)數(shù)據(jù)；

(S13)定義函數(shù)組件與嵌套函數(shù)組件的激發(fā)規(guī)則；具體為：

規(guī)則1：一個(gè)函數(shù)組件節(jié)點(diǎn)h被認(rèn)為是可激發(fā)的，應(yīng)滿足如下條件：

(11)對(duì)函數(shù)組件h的每一個(gè)輸入數(shù)據(jù)組件d_i∈I(h)，數(shù)據(jù)組件d_i中包含的狀態(tài)標(biāo)識(shí)M(d_i)不少于對(duì)應(yīng)有向弧(d_i,h)的權(quán)值W(d_i,h)，即M(d_i)≥W(d_i,h)；I(h)函數(shù)組件h的輸入集合；

(12)對(duì)函數(shù)組件h的每一個(gè)輸出數(shù)據(jù)組件d_j∈O(h)，數(shù)據(jù)組件d_j的容量V(d_j)足夠再加入新的狀態(tài)標(biāo)識(shí)，即V(d_j)≥M(d_j)+W(h,d_j)，其中M(d_j)為數(shù)據(jù)組件d_j中包含的狀態(tài)標(biāo)識(shí)，W(h,d_j)為有向弧(h,d_j)的權(quán)值；O(h)數(shù)據(jù)組件h的輸出集合；

(13)對(duì)函數(shù)組件h的每一個(gè)既為輸入又為輸出的數(shù)據(jù)組件d_x∈I(h)∩O(h)，數(shù)據(jù)組件d_x同時(shí)滿足(11)和(12)中的兩個(gè)關(guān)系式，即數(shù)據(jù)組件d_r的容量M(d_x)≥(d_x,h),V(d_x)≥M(d_x)+W(h,d_x)；

規(guī)則2：當(dāng)一個(gè)函數(shù)組件節(jié)點(diǎn)h激發(fā)完成后，將發(fā)生如下操作：

(21)從函數(shù)組件節(jié)點(diǎn)h的每個(gè)輸入數(shù)據(jù)組件中減去狀態(tài)標(biāo)識(shí)，且：減去的狀態(tài)標(biāo)識(shí)數(shù)等于各輸入數(shù)據(jù)組件到函數(shù)組件節(jié)點(diǎn)h的輸入有向弧的權(quán)值；

(22)在函數(shù)組件節(jié)點(diǎn)h的各個(gè)輸出數(shù)據(jù)組件中加上狀態(tài)標(biāo)識(shí)，且：增加的狀態(tài)標(biāo)識(shí)數(shù)等于函數(shù)組件節(jié)點(diǎn)h到各輸出數(shù)據(jù)組件的輸出有向弧的權(quán)值；

(S14)標(biāo)注仿真模型所具備的特性；所述仿真模型所具備的特性包括與初始狀態(tài)標(biāo)識(shí)無(wú)關(guān)的為仿真模型的結(jié)構(gòu)特性和與初始狀態(tài)標(biāo)識(shí)有關(guān)的為仿真模型的動(dòng)態(tài)特性；所述結(jié)構(gòu)特性包括結(jié)構(gòu)有界性、活性；所述動(dòng)態(tài)特性包括可達(dá)性、有界性；

(S2)通過(guò)步驟(S1)的仿真模型圖形化建模模塊產(chǎn)生仿真模型，記錄該仿真模型運(yùn)行在不同時(shí)刻的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)形成時(shí)序狀態(tài)空間，進(jìn)一步繪制時(shí)序狀態(tài)可達(dá)圖；所述狀態(tài)數(shù)據(jù)包括模型運(yùn)行過(guò)程中開(kāi)始組件、結(jié)束組件以及數(shù)據(jù)組件中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)；

(S3)對(duì)仿真模型進(jìn)行分析，包括計(jì)算函數(shù)組件重要度和平均耗時(shí)、計(jì)算數(shù)據(jù)組件使用率；根據(jù)函數(shù)組件重要度、平均耗時(shí)、數(shù)據(jù)組件使用率等模型參數(shù)進(jìn)行圖形化顯示。