[发明专利]高速ETC系统的建模和分析方法

说明书

一种基于颜色Petri网及动态切片技术的高速ETC系统的建模和分析方法，其包括如下步骤：S100：通过颜色Petri网对高速ETC系统的业务流程进行建模；S200：利用颜色Petri网的动态切片技术对上述所建模型进行形式化分析。该方法能够找到ETC系统在设计上存在的缺陷，是一种普适的形式化方法，既可靠又方便。

技术领域

本公开属于公路信息系统技术领域，特别涉及一种高速ETC系统的建模和分析方法。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，高速公路的里程在不断增加。为了确保车辆通行高速公路的效率，结合互联网和无线通信技术，智能交通已成为未来高速公路的发展趋势，特别是高速ETC系统已经得到了政府的大力推动，极大地方便了高速公路的收费工作。但是，在实际应用中，电子不停车收费ETC系统仍然存在一些问题，例如微波通讯相互干扰，车辆定位不正确和车辆跟车闯站逃费，这些问题在一定程度上说明了目前的ETC系统在设计上仍然存在一些不足。

颜色Petri网(Colored Petri net，简称CPN)是一种高级Petri网，它将低级Petri网的功能与高级编程语言相结合，可以对各种复杂并发系统进行建模、仿真和分析，广泛应用于通信协议、网络交易、业务流程和控制系统等领域。因此，CPN可以被用来建模ETC系统，详细描述系统的交易流程。

对于CPN模型，我们需要形式化分析方法来验证其正确性。然而，目前CPN的形式化分析方法的研究工作比较有限，主要有生成状态空间法和不变量法等等。当系统模型比较复杂和庞大的时候，枚举状态空间的方法变得不切实际，状态空间爆炸使得形式化的验证工作变得困难，而且常常有一部分可达的状态空间是不需要生成的。因此，改进CPN的形式化分析方法，提出一种更有效的可达性分析方法是很有必要且有意义的。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提供了一种基于颜色Petri网及动态切片技术的高速ETC系统的建模和分析方法，其包括如下步骤：

S100：通过颜色Petri网对高速ETC系统的业务流程进行建模；

S200：利用颜色Petri网的动态切片技术对上述所建模型进行形式化分析。

该方法能够找到系统在设计上存在的缺陷，是一种普适的形式化方法，既可靠又方便。动态切片思想已经在低级Petri网中得到广泛应用。而颜色Petri网是低级Petri网的扩展，从理论上讲，动态切片的思想也适用于颜色Petri网。因此，我们提出一种CPN的动态切片技术，从而利用CPN动态切片技术对ETC系统的CPN模型进行分析验证，检查系统是否存在缺陷。

附图说明

图1是本公开一个实施例中所提供的一种基于颜色Petri网及动态切片技术的高速ETC系统的建模和分析方法流程图；

图2是本公开一个实施例中所提供的基于CPN的高速ETC模型示意图；

图3是本公开一个实施例中CPN模型的静态切片示意图；

图4是本公开一个实施例中CPN模型的前向切片示意图；

图5是本公开一个实施例中CPN模型的动态切片示意图。

具体实施方式

下面结合附图1至图5对本发明进行进一步的详细说明。

在一个实施例中，如图1所示，本公开提供了一种基于颜色Petri网及动态切片技术的高速ETC系统的建模和分析方法，其包括如下步骤：

S100：通过颜色Petri网对高速ETC系统的业务流程进行建模；

S200：利用颜色Petri网的动态切片技术对上述所建模型进行形式化分析。