论文研究-基于Petri网的协同三维建模工作流模型研究.pdf

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通过分析大规模三维场景单机建模所面临的局限性问题,对三维场景协同建模理论进行了描述。结合workflow net的定义以及建立工作流模型的方法,采用基于Petri网扩展的、用于复杂工作流模型设计的建模方法建立协同三维建模的工作流模型,并通过Petri网相关理论分析得出所建模型具有可达性、有界性、活性,并且是安全可靠的,同时对系统中必须加以解决的并发问题进行了相关的探讨。
3302 计算机应用研究 那么此时版本库中的模型最新版本就会发生变化,意味着另 定义2Pet网PN=(P,T,F)是 WE-Net。当且仅当 个用户提交的增量信息就有可能无效,因为这些增量信息是与a)存在一个源库所i∈P,使得·i=;b)存在一个汇结库所 旧版本进行对比生成的 o∈P,使得o·=2;e)每个节点x∈PUT都位丁从i到o的 2.2操作冲突判断 条路径上。 为了统一管理增量操作的版本数据,通过保存每个版本中 WF-Net有如下的性质 的增量操作信息就可以建立一个版本的增量操作信息表。一 Pei网PN=(P,T,F)是一个工作流网,则:a)如果PN 个版本的增量操作的数据结构如下: 是一个拥有源库所i的 WF-Net,那么对于任何库所pcPp·≠ version action parnode nodelD nodetype texture use 或p=i,即i是惟一的源库所;b)如果PN是一个拥有汇结库 其中: version表示用户每次提交的修改增量所属的版号,当所o的WNt,那么对于任何库所peP;p或p=0,即o 用户原子操作提交成功时,所属版本号为最浙版本号加1;ac 是惟一的汇结库所;c)如果添加一个变汪t到PN,用来连接 in表示模型的几何修改操作,包括 createnode、 deletenode、 汇结库所o和源库所,那么所得到的Pen网是强连通的。 modifynodelD等;par表示当前操作节点所属的父节点;no 在工作流网络模型中,任务包括四种路由结构,即顺序、 dD表示当前操作节点的节点名字:表示当前操作节并行选择和循环,如图3所示。在实现时,通过引人下面的 点的节点类型,包括m(根节点)、gmp(组节点),m(体存号来描述路由类别:变迁的输出端用符号园来表示与分支 节点)ce(面节点); texture表示当前节点所引用的纹理,其变迁的输入端用符号来表示与合并;变迁的输出端用符号 中只有面节点才有纹理;ser表示提交当前修改操作的用户。来表示或分支;变迁的输入端用符号园来表示或合并 当多个用户并发提交增量信息时,通过增量信息属性问的3.3基于Peti网的三维建模协同工作流模型 对比,就可以进行操作冲突判断。当A、B提交的增量信息有 通过上述对协同建模过程的流程分析,可建立协同建模过 冲突时,服务器返回冲突提示,个次提交结束 程Peti网模型(图4)。图4中的库所集元素如表1所示,变迁 3基于Peti网的三维建模协同工作流模型 集元素如表2所示 表1图4的复杂库所表 表2图4的变迁表 3.1Pet网的基本理论 阵所 含义 含义 有新版本的嗅型信息 7服务器向用广发送模型 Pe网作为一种形式化描述工具,主要用来对系统进行P1用户接收新版本模型 71用户获得增量信息 设计分析和模拟。Pemi网的特点在于它侧重于系统的变P2用户处于模型操作过程72用户提交增量信息 化,包括变化发生的条件、变化的结果以及变化之间的内在联 P3 用户提交增量信息 服务器接收新版本 系。一个Peti网可以形式化地定义如下 P4服务器接收并存储新板本T4提交版本号三当前不 定义1Petn网PN是一个三元组PN=(P,T,F)。其 对图4中Peti网模型的有效性与功能分析 中:P是有限个库所的集合;T是有限个变迁的集合(P∩T= 在整个协同建模的过稈中,客户端初始化申请连接服务 );F是由一个P元素和一个T元素组成的有序偶的集合 器,服务器端生成最新版本模型并同时发送给所有要求连接的 称为PN的流关系。库所和变迁分别称为P元素和T元素,客户端,P就是服务器端生成最新版本模型的过程,它在初始 X=P∪T称为PN的元素集,其充分必要条件是 状态有多个令牌,分别与申请连接服务器客户端相对应的。 1)P∩T= 通过变迁T将令牌传给P1,若P1获得令牌,协同用户就 b)P∪T≠ 会接收最新版本模型并在本地进行模型冇储和模型显示,为协 c) FCPXTUT×P(×为笛卡尔积); 作开发提供方便。 d)dom(F)Ucod(F)=P∪T 通过变迁T将令牌传给P2,若P2获得令牌,说明协同用 其中,dom(F)=1x13y:(x,y)∈F},od(F)={y3x:(x,正在对模型进行操作,即开发人员可以在模型编辑模块进行 y)∈F分別为F的定义域和值域 相应的编辑操作,同时保存编辑后的模型。如果在当前客户端 3.2基于Peti网的工作流技术 修改的过程中,有其他人员提交了新版本的增量信息,那么开 工作流是人们为了提高办公效率,针对工作中具有固有发人员会将自己的修改操作与当前最新版本的模型进行对比, 程序的常规活动提出的一个概念。按照工作流管理联盟从而获得地修改的增量信息。 (WMC)的定义:仝部或部分由计算机支持或自动处理的业务 通过变迁T将令牌传给P,若P获得令牌,说明東个协 过程称之为工作流,它是业务流程在计算机上的形式化描述和同用户正在提交版本增量信息。如果提交的版本与当前服务 实现。由定义可知,工作流的处理过程具有自动性、并行性器的最新版本号不一致,则通过变迁T返回客户端重新提取 和离散性等特点。目前已经有多种作流形式化建模方法,如有效的增量信息;如果一致就通过变迁T将令牌传给P。若 有向图Pi网对象模型以及基于约束条件的形式语言文法P获得令降,也即将服务器接收提交的版本信息同时进行版 表示等 本信息的存储。 工作流网是在Pm网的基础上发展起来的,专门用于业4冲突模型分析及正确性验证 务流程的建模,是一种特殊的Peti网。鉴丁三维模型协同建 模系统具有并发性、分布式等特点,结合系统设计应用基于 当多个协同用户同时向服务器提交本地建模的增量信息 Pei网的工作流理论对系统进行结构化建模。对工作流的控时,就要考虑到操作的并发性以及提交的增量信息是否存在冲 制流维度建模的 Petri网称为工作流网(WF-Net)。 突等问题。假设有A、B两个协同用户日前处于提交状态,建 第9期 魏爽,等:基于Peti阏的协同三维建模工作流模型研究 3303 立它的Pe网模型如图5所示。图5中的库所集元素如表3 图5中的所有转移都出现在图6的覆盖性树中,这说明 所示,变迁集元素如表4所示 所有的转移都是“活的”。同时也说明了在模型中所有的转移 顺○卜○○ 都是必要的,模型中不存在冗余。 c)这个 Petri网模型中虽然存在着冲突,但可有一定的办 法化解。例如,7、T5和T之间,T和T之间。T、T和T6 之间的冲突是指两个协同用户A、B同时提交的增量版本号与 选择C 当前服务器中的最新版本号是否都一致。如果一致,则触发 T进入判断冲突状态;如果A不一致则触发T5发送版不 47m四 致提示,并返回到协同用户A的操作状态;如果B不一致则触 图3四种路由结构的Pet网 发T6发送版本不一致提示,并返回到协同用户B的操作状 %阳 态。T,和T之问的冲突是指协同用户A、B同时提交的增量 信息之间是否有冲突。如果没有,则触发T进入接收状态; 图4协同建模过程的Pe模型图5协同建模的冲突Pe模型否则触发T返回到协同用户A、B的操作状态,请求用户重新 提交。由此可见,在协同建模系统的Pemi网模型中,这种冲 表3图5的复杂库所表 突可以作为一种引起Pe状态变化的触发条件,并可以通过 库所 含义 有新版本的模型信息 协同用户之间的协离进行化解。 A接收 从以上Peti网模型及其可覆盖性树的特点可以看出,这 PPPPPP B接收 是一个具有可达性、有界性、活性的网,并且是不可逆的。根 处于模型操作过程 据Pe网的研究,具有这些特性的 Petri网是安全的、可行的。 B处于模型操作过程 A、B提交新版本增量信息 5结束语 判断提交的增量信息有无冲突状态 服务器存储新版本过程 本文从当前三维场景建模的需求出发,详细分析和阐述了 发送给在线用户 协同建模的系统框架和协同过程,采用工作流 Petri网建立了 表4图5变迁表 协同建模系统的Peti网模型,根据Peti网的相关理论分析得 变辽 含义 知,该模型是安全的,可以用来设计协同建模系统。同时也看 发送给在线用户 Trrr 到,在该模型中反映出必须在系统中加以解决的并发问题。 A获得增量信息 B获得增量信息 可见,采用工作流Pet网使得协同建模系统的仿真更加简化、 A、B同时交增量信息 实用和易于理解,也降低了系统的复杂性。 AB的版本号是否与当前版本号一致 参考文献: A提交的版本号与当前版本号不致 Trrrr [1]杨承磊,孟祥旭,龚斌,等,支持大规模虛拟场景快速没计的分布 B提交的版本号与当首版本号不一致 式数据管理系统的研究J.系统仿真学报,2001,13(增刊):206 A、B提交的增量信息无沖突 A、B提交的增量信息有冲突 服务器接收新版本 [2]史美林,向勇,杨光信,等.计算机支持的协同工作理论与应用 图6为上述Petn网的可达标志图,其初始状态Mo=[1 [M].北京:电子工业出版社,2000:2-22 0,0,0,0,0,0,0,0]。根据可覆盖性树的构造方法,可以 [3]杨煜俊,网绉化协同产品开发理论及其关键技术研究[D].湖 北;华中科技大学,2005 生成这个Peti刚模型的可覆盖性树,如图6所示。 [4]朱保国.油田注水生产过程仿真分布式协同建模系统研究[D] Mo1,0,n.o,0,0,D.00 黑龙江:大庆石油学院,2004 0,1,1,0,0,0.00,0 [5]朱剑飞.网络环境下三维榱型的协同浏览、查询和批注技术研究 C0,1,10.0000 0,10.0,1,0,0030 D].西安:西北工业大学,2003 00,0,1,0,0,0,0 L6」方萃浩,网络化几何造型关键技术研究[D」.沂江:浙江大学, 2006 000,001,0,0,0 [7]吴哲辉.Petr网导论[M].北烹:机械工业出版社,2006:1-312 0,1,0,00,0,0,00 C0,1,0.0,0,00.0 [8 JENG M D, PENG M Y. AugI ented reachability trees for I-placeull 000000,1,0,0 bounded generalized Petri nets J]. IEEE Trans on Systems 0,0,00020,0,1,O Man, and Cybernetics Part A: Systems and Humans, 1999, 29 73-182 00,0,0,0.00,0,1 9] AALST W,HEFKτn.工作流管理:模型、方法和系统[M].王建 图6Petr网的可达标识图 民,闻立杰,译.北京:清华大学上版社,2004 从可达标志图中可以得到这个Petm网模型的特性 10 LIU Yi, ZHANG Zi-gang. Overview of workflow models [ J. Com- a)这个Pei网模型是有界的,因为在其可覆盖性树中没 puter Engineering and Design, 2007, 28(2) 有出现m。 [11 ZHOU Fu-ming, WU Bin, GU Qing, et aL. Modeling and correctness b)这个Peti网模型是安全的,因为只有“0”和“1”出现 checking of Petri-Net-based workflow [J]. Computer Science 在可覆盖性树节点的标志中。 2005,32(2):121-124

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2019-07-22
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