● 摘要
船舶指控系统在近20年获得了突飞猛进的发展。已有的研究提出了多种船舶指控系统的业务流程建模方法，其中的工作流建模技术是通过计算机技术的支持去定义、执行和管理业务模型，能够有效满足船舶指控系统的实际要求。为了解决工作流时间模型时间性能分析问题，现有研究针对流程平均周期计算问题和时序一致性验证问题已提出多种有效的方法，但是这些方法都只是针对一种或者数种特定时间模型，不能扩展到其他的时间模型，也没有统一的方法框架。在船舶指控系统中，要分析的时间性能指标种类繁多且易发生变化，现有的时间模型分析能力都不足以胜任，因此需要改进现有的时间模型或时间性能分析方法。本文结合模型检测技术和仿真技术，提出了一种船舶指控系统工作流时间性能的仿真分析方法。该方法分为两步，第一步是对工作流模型进行时序一致性验证。本文采用一阶逻辑和时态逻辑描述工作流模型及其时序约束，并通过模型检测技术对时序约束进行验证和分析。这种时序一致性验证方法能够分析任何用时态逻辑描述的工作流时间性能指标，而不是针对某一种时序约束提出来的，适用性较强。第二步是利用仿真技术得到充分数量且独立的验证结果，并再次计算得到仿真分析结果，为了适应工作流模型的复杂性与随机性，本文以时序约束作为工作流的时间性能指标，利用蒙特卡洛思想将模型检测技术适用的静态分析领域扩展到仿真分析领域，将定性分析结果扩展为定量分析结果，丰富了时间性能分析结果的信息含量。最后，结合上述研究成果，本文设计并实现了船舶指控系统工作流仿真系统，并以实际应用为蓝本进行了功能测试，结果表明该系统能够对任何用时态逻辑描述的时序约束进行验证，并以这些时序约束作为时间性能指标最终可得到船舶指控系统工作流的时间性能分析结果。