情境感知系统建模：基于赋时着色Petri网的仿真方法

"这篇论文研究了基于Petri网的情境感知系统建模与仿真的方法。通过对传统的Petri网进行扩展，引入了赋时着色Petri网模型，以更好地描述和模拟情境感知系统的动态行为。通过使用仿真工具CPN Tools进行模型验证，可以发现系统设计中的潜在问题并进行优化。论文以痴呆老人智能辅助系统为实例，验证了这种方法的有效性。" 在当前的信息化社会中，情境感知系统正逐渐成为普适计算领域的一个关键组成部分。这些系统能够根据环境变化和用户需求提供个性化服务。然而，随着情境信息利用的加深和服务多样性的提高，传统建模方法在描述系统动态行为和模拟其复杂交互时显得力不从心。 Petri网作为一种强大的建模工具，被广泛用于系统分析和设计，特别是对于并发和同步性质的系统。然而，原始的Petri网模型无法充分表达时间因素和丰富的状态色彩，这在处理情境感知系统时是个局限。因此，论文提出了一种新的模型——赋时着色Petri网（Timed Colored Petri Net, TCPN）。TCPN结合了时间Petri网的时间属性和着色Petri网的颜色概念，允许更精确地表示不同情境状态的变化以及这些变化随时间的演变。 在TCPN模型中，节点代表系统状态，边代表转换，颜色表示不同情境类型，而时间约束则刻画了状态之间的转移速度。通过这种方式，研究人员可以更详细地分析情境感知系统的行为，如情境检测、服务选择和响应策略。 为了验证这种建模方法的有效性，论文采用了一个实际的应用场景——痴呆老人智能辅助系统。这个系统需要根据老人的行为和健康状况提供及时的帮助。通过CPN Tools进行仿真，可以模拟系统在不同情境下的运行情况，发现可能的服务延迟、冲突或效率问题，并据此进行优化。实验结果表明，TCPN模型能有效地暴露系统设计的不足，并指导改进。 这篇论文提出的基于TCPN的情境感知系统建模方法为理解和优化这类系统提供了有力的工具。它强调了在普适计算环境中，结合时间和情境信息的建模方法的重要性，并通过实例证明了其在实际应用中的价值。这一研究不仅对情境感知系统的理论研究有所贡献，也为未来相关系统的设计和实现提供了实用的参考。