基于petri网的校园一卡通系统优化分析

徐长雨 刘祥伟 王丽丽

摘 要：构建基于petri网的校园卡使用模型，通过增加控制结构优化系统，让使用者通过系统清晰地获得信息，实现校园洗浴系统的优化，给用户带来更加人性化的洗浴体验.仿真软件验证结果表明，系统能够满足peteri网的有界性和安全性，运行良好.

关键词：petri网； 建模； 控制结构； PIPE

[中图分类号]TP391.9 [文献标志码]A

文章编号：1003-6180（2018）02-0021-03

Abstract：Construct a usage model based on Petri Net for campus cards. By adding a control structure optimization system， users can obtain information through the system and achieve optimization of the campus bathing system， thereby giving the user a more human bathing experience. Simulation software verification results show that the modeling and optimization system.

Key words：petri net； modling； control structure；PIPE

Petri網用图形符号语言直观描述系统结构和系统状态变化，应用于系统的建模和性质分析.Zhai P J[1]等提出一种基于Petri网的优化分析方法，根据支付的实际情况，在确保付款方式比例的情况下，通过增加相关控制结构来进行优化.Zuo-Wei F U[2] 等给出加入抑制弧的优化算法，为Petri网的应用提供了一种新的思路.石弯弯[3] 等提出了行为轮廓业务系统优化分析方法，通过增加活动变迁和库所对业务流程进行建模优化.曹蕊[4] 等提出了基于业务流程模型抽象的流程配置优化，实现业务流程的配置优化分析.何路路[5] 等提出基于 Petri网的工作流系统业务模型，通过工作流 Petri网的语义性质建模并证明模型的有效性.贾小贝[6]等通过Petri网模型确定行为之间的对应关系，提出基于行为轮廓的行为相似性计算方法，为用户的特征分析提供决策支持.本文通过petri网建模，构建基于petri网的校园卡使用模型，通过增加控制结构优化系统，让使用者能够通过系统清晰地获得信息，实现对校园洗浴系统的优化，从而给用户带来更加人性化的洗浴体验.

1 校园洗浴系统可达性建模优化分析

以校园洗浴系统为例.进入浴室后，使用者插入校园卡，系统会自动检测该卡.通过检测后，读取相应的个人信息，检查水卡的账户余额.当账户有余额时，水龙头就会启动.

图1中，t0插卡，t1系统检测，产生一个排他结构[8]. 如果插入的卡不是校园卡，或者说该卡已经消磁，那么系统就会触发报警装置t2，发出报警引发t7，提示换卡t8，确定后，换卡t9发生，之后t10发生，即重新插卡，然后重新检测，即t1再次发生.如果插入的卡通过系统检测，t2读取数据，检测水卡中的余额，即t3发生，产生一个排他结构，用来区分到底水卡中的余额存在与否.当水卡中还有金额时，发生t4，触发t5发生，这时候水龙头正常出水.用完水后取卡，即发生t6.还有一种情况是t11发生，检测到水卡中没有金额了，提示充值，t12发生，当执行充值时，t13发生.

系统虽然可以成功地反映洗浴的整个过程，但缺少人性化的一些提示.比如说，当插入校园卡检测通过并读取水卡中的金额时，对于水卡中余额低于两元时，应友好的提示下用户，给用户一个大致的了解.因为一般情况下，两元通常不能够满足一次长久的洗浴.针对此种状况，笔者对该过程重新进行优化，见图2.

图2中，系统检测到水卡有余额时，t4发生，水龙头不是立即出水，而是再对余额中金额进行一个比较，产生一个排他结构，用虚线框标记出来.当余额大于2元时，用tx表示，此时执行t24，启动水龙头出水，然后再取卡，发生t25.否则就是低于2元，用ty表示，这时候会提示用户，水卡的余额可能不够支持此次的洗浴，即t21发生.当用户得知此情况之后，可以选择是否决定去充值，或者继续洗浴.于是这里应该也有一个排他结构.当使用者选择充值时，之后的执行情况与之前叙述一样，不在赘述.

提示后，如果选择继续洗浴，用一个变迁t23表示等待3秒，给用户一个选择的时间，3秒后，水龙头将正常出水.可以看到，通过增加一个（tx，yy）排他结构，成功实现了对于校园洗浴系统的优化，从而给用户带来了更加人性化的洗浴体验.

2 校园洗浴系统可达性建模仿真

使用PIPEV4.2.1进行仿真实验，验证优化是否达到预期的要求.见图3.通过函数State Space Analysis得出图4.

验证优化后的有界性、安全性以及有无死锁.仿真实验表明，该结构能够满足有界性和安全性的要求.

3 结束语

通过增加控制结构优化系统，成功实现了对校园洗浴系统的优化，从而给用户带来了更加人性化的洗浴体验，较好地提示水卡余额不足的情况.仿真结果表明，该系统能够满足petri网的有界性和安全性，但是对于未能满足闭环系统带来的死锁，还需要进一步研究.

参考文献

[1] Zhai P J， Wang L L， Liu X W. Optimization analysis of payment process model based on petri net[J]. Journal of Hubei Normal University，2017（3）：71-75.

[2] Zuo-Wei F U， Yue X B. A workflow model optimization based on Petri net[J]. Journal of Changsha University of Science & Technology，2012（6）：81-86.

[3] 石弯弯，刘祥伟，王丽丽.基于Petri网的网上购物系统建模优化分析[J].吉林工程技术师范学院学报，2017（6）：99-101.

[4] 曹蕊，刘祥伟，王丽丽.基于Petri网流程配置的材料采购系统优化分析[J].长春师范大学学报，2017（4）：13-18.

[5] 何路路，方欢.基于Petri网的保险工作流系统建模及验证[J].牡丹江师范学院学报：自然科学版，2017（1）：5-8.

[6] 贾小贝，方欢.基于行为轮廓的网络日志行为相似性分析[J].牡丹江师范学院学报：自然科学版，2017（3）：1-5.

编辑：琳莉