基于有色Petri网舰艇编队C~3I系统的建模与仿真研究

论文摘要

海军舰艇编队C~3I系统是一个具有使用环境特殊、组成多样和状态不确定等特性的复杂军用电子信息系统。由于Petri网理论本身具有很多特征与C~3I系统建模要求相吻合，因此成为C~3I系统建立模型的有效工具。有色Petri网是在普通Petri网理论基础上发展起来的一种高级Petri网，可以用来对复杂离散事件系统进行建模设计、规范描述、仿真和验证等。本文简单介绍了Petri网和有色Petri网的基本知识，对海军舰艇编队基本知识、C~3I系统含义及其特点进行了说明，引入了CPN Tools建模和仿真分析工具，阐述了有色Petri网在舰艇编队C~3I系统中的建模原理及方法。利用CPN Tools对所建立的模型进行了仿真运行，并对系统时延问题进行了分析。通过建模及分析得到了这样的一个结论，即对于舰艇编队这样一个复杂的离散事件系统，可用CPN来建模表达，且模型简单清晰；当预先规定一些规则(如优先级)，则会改变系统的决策性能，使系统的作战效费比优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 本文完成的主要工作
• 第二章 PETRI网的基本知识
• 2.1 Petri网的基本概念
• 2.1.1 Petri网的基本定义
• 2.1.2 Petri网的活性及不变式
• 2.1.3 Petri网的一些基本性质
• 2.2 Petri网概念和性质的举例说明
• 3I系统中决策组织的Petri网描述'>2.3 C³I系统中决策组织的Petri网描述
• 2.4 本章小结
• 第三章 CPN基本理论及CPN TOOLS
• 3.1 CPN的形式化定义
• 3.2 CPN的重要性质
• 3.3 CPN Tools的应用举例
• 3.4 本章小结
• 3I系统理论'>第四章 海军舰艇编队及C³I系统理论
• 4.1 海军舰艇编队
• 4.1.1 舰艇编队的基本概念
• 4.1.2 海军舰艇的组成
• 4.1.3 海上舰艇编队队形
• 3I系统简介'>4.2 舰载C³I系统简介
• 3I系统含义'>4.2.1 舰载C³I系统含义
• 3I系统特点'>4.2.2 舰载C³I系统特点
• 3I系统的组成及功能'>4.2.3 C³I系统的组成及功能
• 3I系统模型的基本要求'>4.2.4 对C³I系统模型的基本要求
• 4.3 舰艇编队协同作战理论
• 4.4 本章小结
• 第五章 舰艇编队协同作战决策系统CPN模型
• 3I系统建模的步骤和应注意的问题'>5.1 C³I系统建模的步骤和应注意的问题
• 3I系统的建模步骤'>5.1.1 C³I系统的建模步骤
• 3I系统的建模过程中应注意的问题'>5.1.2 C³I系统的建模过程中应注意的问题
• 3I系统建模中的应用'>5.2 CPN理论在舰艇编队C³I系统建模中的应用
• 5.3 舰艇编队协同作战决策系统CPN建模
• 5.3.1 舰艇编队防御决策系统
• 5.3.2 任务层CP-网模型
• 5.3.3 协作层CP-网模型
• 5.4 本章小结
• 第六章 仿真与时延分析
• 6.1 CPN Tools简介
• 6.2 利用CPN Tools对模型仿真与时延分析
• 6.2.1 随机仿真
• 6.2.2 有优先级仿真
• 6.2.3 仿真结论
• 6.3 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果
• 附录A CPN的机器语言ML
• 附录B CPN TOOLS在模型中的用法