Разработка методов верификации элементов дискретно-событийной модели

Авторы: Горохова А.С., Завадская Л.А., Новичкова М.А.
Опубликовано в выпуске: #4(93)/2024
DOI:
Раздел: Математика | Рубрика: Вычислительная математика
Ключевые слова: дискретно-событийная система, конечные автоматы, группа роботов, сети Петри, дерево достижимости, спецификация поведения, логическая структура последовательности строк, верификация
Опубликовано: 08.10.2024

Рассмотрено моделирование процессов в дискретно-событийной системе (ДСС) для управления группой мобильных роботов, методы верификации модели объекта управления и спецификации ДСС. Поскольку при построении модели могут возникать ошибки, дальнейшее моделирование на некорректно построенной модели может приводить к дополнительному объему работы, излишней трате вычислительных ресурсов и иметь недопустимый результат. Предложена возможность повысить качество системы за счет применения валидации элементов ДСС с использованием программных инструментов анализа сети Петри и корректности спецификации. Представлена двухэтапная проверка ДСС: на уровне построения модели объекта управления в целом и на уровне конкретной спецификации поведения системы. На первом этапе моделируемую систему представляют в виде сети Петри и с помощью построения и анализа дерева достижимости, ограниченного до конечного размера, проверяют сеть на соответствие свойствам безопасности, живости, достижимости и связности. На втором этапе модель поведения системы проверяют на корректность переходов между событиями и контролируют связность цепочки событий. Предложена практическая реализация системы верификации, выполненная на языке программирования С++. Результаты могут служить основой для разработки системы, позволяющей автоматизировать процесс проектирования систем группового управления роботами.

Литература

[1] Амбарцумян А.А., Потехин И.П. Групповое управление в дискретно-событийных системах. Проблемы управления, 2012, № 5, c. 46–53.

[2] Козов А.В., Волосатова Т.М., Тачков А.А. Направления автоматизации проектирования систем управления группами мобильных роботов. Фундаментально-прикладные проблемы безопасности, живучести, надежности, устойчивости и эффективности систем. III Междунар. науч.-практ. конф., посв. 110-летию со дня рождения академика Н.А. Пилюгина: сб. тр. Елец, Елецкий гос. ун-т им. И.А. Бунина, 2019, с. 335–339.

[3] Васильев И.А., Половко С.А., Смирнова Е.Ю. Организация группового управления мобильными роботами для задач специальной робототехники. Информатика, телекоммуникации и управление, 2013, № 1 (164), c. 119–123.

[4] Амбарцумян А.А. Супервизорное управление структурированными динамическими дискретно-событийными системами. Автомат. и телемех., 2009, № 8, с. 156–176.

[5] Амбарцумян А.А. Сетецентрическое управление на сетях Петри в структурированной дискретно-событийной системе. УБС, 2010, т. 30 (1), с. 506–535.

[6] Веретельникова Е.Л Теоретическая информатика. Теория сетей Петри и моделирование систем: учебное пособие. Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2018, 82 с.

[7] Котов В.Е. Сети Петри. Москва, Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984, 160 с.

[8] Козов А.В. Реализация компьютерной модели дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами. Экстремальная робототехника, 2022, т. 1, № 1, с. 139–146.

[9] Амбарцумян А.А., Аристов В.В. Сети Петри как аппарат моделирования и синтеза супервизорного управления дискретно-событийных систем. Динамика систем, механизмов и машин, 2012, № 1, c. 217–220.