Petri网在井下机车调度中的建模与仿真

论文摘要

本文介绍了井下机车调度系统的的发展现状、发展趋势。介绍了建模工具Petri网的来源以及特点，同时对Petri网的理论进行了系统的介绍。由于矿井机车运输监控系统是典型的离散事件系统，采用离散事件系统的建模方法对其进行建模有助于分析调度联锁过程的正确性和安全性。因而本文着重阐述离散事件建模工具——Petri网对调度规则的建模过程，在文章的最后给出了一套与实际井下调度系统KJ15a相配套的仿真系统设计方案。论文主要工作可归纳为：1)介绍了井下机车调度系统，总结了系统应用的意义，对井下机车调度系统在我国的发展现状进行了总结，展望了其发展趋势，引入了建模工具petri网，介绍了它的发展历史。2)介绍了Petri网的理论体系，Petri网理论体系中的重要部分作了介绍。3)分析了机车调度联锁的基本规则，采用有色Petri网对矿井机车调度联锁过程进行了建模。在建模的过程中，对库所和变迁进行了着色；使用约束组合弧并结合外部输入的车到和过车信息，对机车运行路线错误、任务内闯红灯等意外情况进行了描述；对进路的闭锁和解锁情况进行了细分，根据保证安全和兼顾效率的原则，建立了不同的控制方式；最后给出了调度联锁过程的整体Petri网模型。4)给出了一套与KJ15a相配套的仿真系统设计方案，为下一步利用Petri网进行仿真提供了支持。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 井下机车调度系统概述
• 1.1.1 矿井采用调度系统的必要性
• 1.1.2 井下机车调度系统的主要功能
• 1.2 井下机车调度系统的概况
• 1.2.1 我国井下机车调度系统现状
• 1.2.2 我国井下机车调度系统发展趋势
• 1.3 Petri网概述
• 1.3.1 Petri网来源
• 1.3.2 Petri网的特点
• 1.3.3 Petri网对机车监控系统建模的优点
• 1.4 选题的研究内容及意义
• 1.4.1 选题的研究内容
• 1.4.2 选题的意义
• 第2章 Petri网理论
• 2.1 基本Petri网
• 2.2 Petri网的动态性质
• 2.3 Petri网的结构性质
• 2.4 Petri网的分析方法
• 2.4.1 可达标识图与可覆盖树
• 2.4.2 关联矩阵与状态方程
• 2.5 有色Petri网
• 2.5.1 有色Petri网定义
• 2.5.2 有色petri网特点
• 2.6 含时间因素的Petri网
• 2.6.1 时间petri网
• 2.6.2 时延petri网
• 第3章 Petri网对井下机车调度系统建模
• 3.1 KJ15a井下机车调度系统介绍
• 3.1.1 KJ15a井下机车调度系统体系结构
• 3.1.2 KJ15a系统工作原理
• 3.1.3 系统性能特点
• 3.2 KJ15a井下机车调度系统Petri网建模
• 3.2.1 采用的petri网特殊弧介绍
• 3.2.2 调度联锁基本规则
• 3.2.3 调度联锁过程的建模
• 第4章 井下机车调度系统的仿真系统
• 4.1 仿真系统介绍
• 4.1.1 HCONET协议介绍
• 4.1.2 仿真软件功能
• 4.2 仿真软件构架
• 4.3 仿真软件的主要数据结构
• 4.4 仿真软件的模块
• 4.5 主要模块详析
• 第5章 结束语
• 5.1 总结
• 5.2 下一步的工作
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间所发表的论文