基于UML-Petri网的舰载作战系统信息流建模与分析

摘要

统一建模语言(UML)凭借其解析用户需求方面的优势，已经成为分析复杂系统的首选工具。Petri 网分析工具有严格的数学定义，且对于分布式资源共享、系统并发控制等方面有着特有的优势，利用Petri 网对系统建模后，可以进行系统动态仿真，方便地观察系统动态特征。由于UML 与Petri 网在特定问题背景下，可以优势互补---即UML 语言用于系统初步需求获取，利用Petri 网工具在UML 模型的基础上进一步作定量分析，同时校核UML 建模的合理性，因而把两种工具联合使用变得越来越热门。 参考相关的文献，有学者在UML图语义和形式化理论研究的基础上，探索向Petri网自动转换方法。例如把UML 状态图和协作图转换为对象Petri 网图；同时UML与Petri 网两种建模工具在机械制造、软件性能前期评估、移动计算等典型的分布式领域以及在工作流模型中有广泛的协同应用。 舰载作战系统是涉及控制、数据处理、信息处理等多方面的复杂系统，其中信息流非常复杂，对信息流进行建模和分析是研究舰载作战系统的关键，也是非常有意义的。信息流构成的复杂网状结构，存在信息流离散化、分布式、资源并发控制等特征，同时对于作战反应时间与武器打击精度定量分析需要有效的数学工具。本文正是基于这些特点采用UML 与Petri 网结合来对舰载作战系统信息流进行建模和分析。利用UML 建模成果，转换UML 图为Petri 网图，结合UML 图相互关系组合为完整系统层次Petri 网，对于Petri 网中的变迁赋予时间特性，这样既可以通过动态仿真，观察整个系统信息流动态特征，修正模型中不实之处，又可定量分析时间与精度之间的数学关系。