【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于petri-net数据检测领域，尤其是信息物理系统中的数据丢失错误检测方法及系统。
技术介绍
1、信息物理系统(cps)是一种综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过计算智能、通信和控制的深度融合与协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。cps可以提高工业效率、质量、安全和可靠性，降低成本和资源消耗，创造新的价值和服务。目前cps已经广泛应用于工业领域，如智能电网、智能交通、智能制造等。然而，随着在分布式传感器和并发业务单元的增加，cps的业务流程也随之变得越来越复杂。因此，如何保证cps的设计正确性，即cps能够按照其设计目标和要求来运行，不会发生错误或异常的情况，成为了产业界和学术界的热点研究话题。
2、业务流程建模表示法(bpmn)是业务流程的标准化表示法，广泛用于cps的控制流和数据流建模。然而，由于缺乏形式化方法，很难验证cps的设计正确性，特别是在其数据流中。目前在检测cps数据流中数据错误方面的研究中主要有基于测试的方法和基于模型的方法。基于petri-net(佩特里网)的方法是一种基于模型的方法，该方法通常使用可达图(rg)或状态转移图来检查数据流错误，如系统地遍历给定的工作流，以检测其数据流错误。但是现有的方法容易遭受状态空间爆炸的问题，且其分析结构也相对复杂，检测效率较低。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种模型复杂度低、检测效率高的基于petri-net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法及系
2、技术方案：本专利技术所述的基于petri-net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
3、将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网；
4、生成所述第一佩特里网的合并过程μ＝(b,e,g,d,rd,wr,de)；其中b为条件集合、e为事件集合、g为弧集合、d为数据元素集合、rd为读标注函数、wr为写标注函数、de为删除标注函数；
5、根据删除规则优化所述合并过程μ中的事件和条件得到优化合并过程μ′＝(b′,e′,g′,d′,rd′,wr′,de′,λ′,m′)；
6、在所述优化合并过程μ′中判断每一个事件是否为丢失事件，输出数据丢失错误的事件集合；
7、对所述优化合并过程μ′进行同义数据操作进而计算数据邻近事件；所述同义数据操作是给定事件e写入数据项d，如果存在两个属于[e]+的并发事件e1和e2，且d∈wr(e1)∪rd(e1)，则添加相同的数据操作标签，即(e1,wr:d或e1,rd:d)，从e1到e2，其中，[e]+＝{e′∈e|e′≤e}；所述数据邻近事件是给定两个事件e1和e2满足数据d∈rd(e1)∪wr(e1)∪de(e1)，若e1＜e2，则明显存在从e1到e2的路径，若在这条路径上存在事件e′满足或者e1·＝·e2，则称e1为e2的数据邻近事件；
8、判断每一个事件e是否为丢失事件的方法为：
9、判断事件e是否属于数据元素d的wr标记函数，若属于，则在事件e的弱局部构型[e]+中计算事件e关于数据元素d的数据邻近集s(e,d)；若在s(e,d)存在事件e′是属于数据元素d的wr标记函数，则将事件e加入发生数据丢失错误的事件集合e_los中。
10、进一步地，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
11、根据信息物理系统中的数据对象及状态，将信息物理系统映射为第一佩特里网，并对第一佩特里网进行建模；
12、所述第一佩特里网是初始标记为m0的带数据的网nd，记为σ＝(nd,m0)，nd＝(p,t,f,d,read,write,delete)，满足(p,t,f)是一个网，p为库所、t为变迁、f为流关系，read,write,delete分别为第一佩特里网中的读标注函数、写标注函数和删除标注函数。
13、进一步地，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
14、合并过程μ＝merge(β)，生成所述合并过程μ的方法为：
15、将所有具有相同标签和发生深度的β冲突条件合并为一个条件；
16、所有具有相同标签的β事件，即前集和后集，合并为一个事件；
17、β的所有相关弧需要根据合并的条件和事件进行重定向；
18、其中，β是第一佩特里网的分支过程。
19、进一步地，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
20、将业务流程建模表示法的排他网关映射为第一佩特里网的冲突结构；
21、将业务流程建模表示法的并行网关映射为第一佩特里网的并发结构；
22、将活动映射为变迁及其前库所或后库所；
23、将数据对象或数据库的输入和输出映射为变迁中读写数据元素的标记函数；
24、将外部输入映射为在变迁中写入数据元素的标记函数；
25、将活动之间的消息流映射为一个库所及其前或后变迁；
26、其他连接对象映射为相关库所和变迁之间的弧线。
27、进一步地，所述根据删除规则优化所述合并过程μ中的事件和条件得到优化合并过程μ′＝(b′,e′,g′,d′,rd′,wr′,de′,λ′,m′)包括：
28、将所述合并过程μ转换为目标交互式合并过程μλ＝(b,e,g,d,rd,wr,de,λ,m)，其中λ为标记函数，用于标记当前事件的类型，m:b→{0,1,2,3,…}为网的一个标识；标记函数λ:e→l∪{α}，l＝{！,？,@}×d，包括空标α、写入！、读取？、删除@；
29、在所述目标交互式合并过程μλ中根据删除规则删除事件和条件，得到优化合并过程μ′。
30、进一步地，所述根据删除规则优化所述合并过程μ中的事件和条件得到优化合并过程μ′＝(b′,e′,g′,d′,rd′,wr′,de′,λ′,m′)包括：
31、所述删除规则包括：
32、，若(·e)·＝{e}，则该事件e可被删除，其中：
33、b′＝b-·e；
34、e′＝e-{e}；
35、g′＝f-{(x,e)|x∈·e}-{(e,y)|y∈e·}-{(x,y)|x∈·(·e)∧y∈(·e)}∪{(x,y)|x∈·(·e)∧y∈e·}；
36、d′＝d；
37、rd′＝rd；
38、wr′＝wr；
39、de′＝de；
40、λ′＝λ-{(e,α)}；
41、若x∈·e∧m(x)＝＝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
3.根据权利要求2所述的基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
4.根据权利要求1所述的基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
5.根据权利要求1所述的基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述根据删除规则优化所述合并过程μ中的事件和条件得到优化合并过程μ′＝(B′,E′
6.根据权利要求1所述的基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述根据删除规则优化所述合并过程μ中的事件和条件得到优化合并过程μ′＝(B′,E′,G′,D′,Rd′,Wr′,De′,λ′,M′)包括：
7.根据权利要求5所述的基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述根据删除规则优化所述合并过程μ中的事件和条件得到优化合并过程μ′＝(B′,E′,G′,D′,Rd′,Wr′,De′,λ′,M′)包括：
8.根据权利要求1所述的基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述在所述优化合并过程μ′中判断每一个事件是否为丢失事件，输出数据丢失错误的事件集合包括：
9.一种基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测系统，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-8任一项所述的基于Petri-Net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于petri-net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于petri-net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
3.根据权利要求2所述的基于petri-net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
4.根据权利要求1所述的基于petri-net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述将信息物理系统映射为第一佩特里网，所述信息物理系统使用业务流程建模表示法进行建模，所述第一佩特里网为带数据的佩特里网包括：
5.根据权利要求1所述的基于petri-net的信息物理系统中数据丢失错误检测方法，其特征在于，所述根据删除规则优化所述合并过程μ中的事件和条件得到优化合并过程μ′＝(b′,e′,g′,d′,rd′,wr′,de′,...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，王一可，孙小兵，薄莉莉，庞善臣，王暖来，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：
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