基于petri網的校園一卡通系統優化分析

徐長雨 劉祥偉 王麗麗

摘 要：構建基于petri網的校園卡使用模型，通過增加控制結構優化系統，讓使用者通過系統清晰地獲得信息，實現校園洗浴系統的優化，給用戶帶來更加人性化的洗浴體驗.仿真軟件驗證結果表明，系統能夠滿足peteri網的有界性和安全性，運行良好.

關鍵詞：petri網； 建模； 控制結構； PIPE

[中圖分類號]TP391.9 [文獻標志碼]A

文章編號：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網用圖形符號語言直觀描述系統結構和系統狀態變化，應用于系統的建模和性質分析.Zhai P J[1]等提出一種基于Petri網的優化分析方法，根據支付的實際情況，在確保付款方式比例的情況下，通過增加相關控制結構來進行優化.Zuo-Wei F U[2] 等給出加入抑制弧的優化算法，為Petri網的應用提供了一種新的思路.石彎彎[3] 等提出了行為輪廓業務系統優化分析方法，通過增加活動變遷和庫所對業務流程進行建模優化.曹蕊[4] 等提出了基于業務流程模型抽象的流程配置優化，實現業務流程的配置優化分析.何路路[5] 等提出基于 Petri網的工作流系統業務模型，通過工作流 Petri網的語義性質建模并證明模型的有效性.賈小貝[6]等通過Petri網模型確定行為之間的對應關系，提出基于行為輪廓的行為相似性計算方法，為用戶的特征分析提供決策支持.本文通過petri網建模，構建基于petri網的校園卡使用模型，通過增加控制結構優化系統，讓使用者能夠通過系統清晰地獲得信息，實現對校園洗浴系統的優化，從而給用戶帶來更加人性化的洗浴體驗.

1 校園洗浴系統可達性建模優化分析

以校園洗浴系統為例.進入浴室后，使用者插入校園卡，系統會自動檢測該卡.通過檢測后，讀取相應的個人信息，檢查水卡的賬戶余額.當賬戶有余額時，水龍頭就會啟動.

圖1中，t0插卡，t1系統檢測，產生一個排他結構[8]. 如果插入的卡不是校園卡，或者說該卡已經消磁，那么系統就會觸發報警裝置t2，發出報警引發t7，提示換卡t8，確定后，換卡t9發生，之后t10發生，即重新插卡，然后重新檢測，即t1再次發生.如果插入的卡通過系統檢測，t2讀取數據，檢測水卡中的余額，即t3發生，產生一個排他結構，用來區分到底水卡中的余額存在與否.當水卡中還有金額時，發生t4，觸發t5發生，這時候水龍頭正常出水.用完水后取卡，即發生t6.還有一種情況是t11發生，檢測到水卡中沒有金額了，提示充值，t12發生，當執行充值時，t13發生.

系統雖然可以成功地反映洗浴的整個過程，但缺少人性化的一些提示.比如說，當插入校園卡檢測通過并讀取水卡中的金額時，對于水卡中余額低于兩元時，應友好的提示下用戶，給用戶一個大致的了解.因為一般情況下，兩元通常不能夠滿足一次長久的洗浴.針對此種狀況，筆者對該過程重新進行優化，見圖2.

圖2中，系統檢測到水卡有余額時，t4發生，水龍頭不是立即出水，而是再對余額中金額進行一個比較，產生一個排他結構，用虛線框標記出來.當余額大于2元時，用tx表示，此時執行t24，啟動水龍頭出水，然后再取卡，發生t25.否則就是低于2元，用ty表示，這時候會提示用戶，水卡的余額可能不夠支持此次的洗浴，即t21發生.當用戶得知此情況之后，可以選擇是否決定去充值，或者繼續洗浴.于是這里應該也有一個排他結構.當使用者選擇充值時，之后的執行情況與之前敘述一樣，不在贅述.

提示后，如果選擇繼續洗浴，用一個變遷t23表示等待3秒，給用戶一個選擇的時間，3秒后，水龍頭將正常出水.可以看到，通過增加一個（tx，yy）排他結構，成功實現了對于校園洗浴系統的優化，從而給用戶帶來了更加人性化的洗浴體驗.

2 校園洗浴系統可達性建模仿真

使用PIPEV4.2.1進行仿真實驗，驗證優化是否達到預期的要求.見圖3.通過函數State Space Analysis得出圖4.

驗證優化后的有界性、安全性以及有無死鎖.仿真實驗表明，該結構能夠滿足有界性和安全性的要求.

3 結束語

通過增加控制結構優化系統，成功實現了對校園洗浴系統的優化，從而給用戶帶來了更加人性化的洗浴體驗，較好地提示水卡余額不足的情況.仿真結果表明，該系統能夠滿足petri網的有界性和安全性，但是對于未能滿足閉環系統帶來的死鎖，還需要進一步研究.

參考文獻

[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] 石彎彎，劉祥偉，王麗麗.基于Petri網的網上購物系統建模優化分析[J].吉林工程技術師范學院學報，2017（6）：99-101.

[4] 曹蕊，劉祥偉，王麗麗.基于Petri網流程配置的材料采購系統優化分析[J].長春師范大學學報，2017（4）：13-18.

[5] 何路路，方歡.基于Petri網的保險工作流系統建模及驗證[J].牡丹江師范學院學報：自然科學版，2017（1）：5-8.

[6] 賈小貝，方歡.基于行為輪廓的網絡日志行為相似性分析[J].牡丹江師范學院學報：自然科學版，2017（3）：1-5.

編輯：琳莉