[发明专利]基于Petri网模型的系统仿真验证方法

权利要求书

1.一种基于Petri网模型的系统仿真验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在SysML活动图模型中，建立元素的转换规则，从而将SysML活动图模型在语义不变的前提下转换到Petri网模型，所述元素包括控制流、动作、初始节点、结束节点、分叉节点、结合节点和判断节点；

步骤二、利用PIPE工具对Petri网模型进行仿真；

步骤三、利用步骤二的仿真结果验证Petri网模型的有界性、安全性、活性与无死锁性，在验证不通过时根据需要对Petri网模型进行修改，修改之后再重新验证，直至确定Petri网模型的正确性为止。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制流的转换规则为：将SysML活动图模型中的控制流对应为Petri网中的有向弧；

所述动作的转换规则为：将SysML活动图模型中的动作对应Petri网中的变迁，同时用Petri网中的一个库所记录系统经所述动作改变之后的状态值；

所述初始节点的转换规则为：将SysML活动图模型中的初始节点对应为Petri网中的一个库所，其值是系统的初始状态值；

所述结束节点的转换规则为：将SysML活动图模型中的结束节点对应为Petri网中的一个库所，同时用Petri网中的变迁表示进入结束时的状态变化；

所述分叉节点的转换规则为：用Petri网中的一个变迁表示作为输入流的有向弧进入了分叉状态，同时用多个库所记录分叉之后的状态；

所述结合节点的转换规则为：用Petri网中的一个变迁表示作为输入流的多个有向弧进入了结合状态，同时用一个库所，记录结合之后的状态；

所述判断节点的转换规则为：用Petri网中的一个变迁表示进入判断状态，同时用于一个库所记录判断之后系统的状态，该库所衍生出多个有向弧，以对应不同的控制流。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用PIPE工具使用覆盖树算法对Petri网模型进行仿真。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用覆盖树算法对Petri网模型进行仿真的步骤具体为：

2.1、把初始标识当做根节点，并标记为新；标识对应Petri网中的库所，标识的值代表系统的状态值；

2.2、判断是否树的所有标识的标记均为不新，如果树的所有标识的标记均不为新，则算法结束，输出结果；若存在标记为新的标识，则执行下一步；

2.3、选择任意一个标记为新的标识；

2.4、判断是否有同根的相同标识，若从根节点到该标记为新的标识的路径上有相同的标识，则将该标记为新的标识标记为旧，再取其他标记为新的标识；否则执行下一步；

2.5、若标识没有迁移可触发，则可将该标识标记为结束，同时转入步骤2.2；若该标识存在可触发的迁移，则对每个迁移执行步骤2.6；

2.6、确定迁移触发标识的情况下的后继标识，引入后继标识作为覆盖树的一个新节点，并用迁移标注从该标识到后继标识的有向弧，同时也将后继标识标记为新，返回步骤2.2。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中验证Petri网模型的有界性具体为：查看所有标识，若标识中每一个值是否均小于常量，所述常量是库所的容量，若是，则认为此时的Petri网模型是有界的，验证不通过，否则认为Petri网模型是无界的。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中验证Petri网模型的安全性具体为：如果覆盖树中的所有标识的每一个值都是小于或等于1的，则认为Petri网模型是安全的，否则认为Petri网模型是不安全的，验证不通过。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中验证Petri网模型的活性与无死锁性具体为：如果在覆盖树中发现所有变迁都在一个序列中发生，则认为在Petri网模型中不存在死锁，否则认为存在死锁，验证不通过。