廣東通信技術(shù)雜志投稿論基于模糊Petri網(wǎng)的并行推理

　　Petri網(wǎng)是對離散并行系統(tǒng)的數(shù)學表示。Petri網(wǎng)是20世紀60年代由卡爾·A·佩特里發(fā)明的，適合于描述異步的、并發(fā)的計算機系統(tǒng)模型。本文主要針對基于模糊Petri網(wǎng)的并行推理進行了一些研究，文章是一篇廣東通信技術(shù)雜志投稿的論文范文。
　　摘要：隨著模糊Petri網(wǎng)理論及應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，利用模糊Petri網(wǎng)相關(guān)理論來知識推理研究成為一種較常見的方法。本文對基于模糊Petri網(wǎng)的并行推理的概念界定及研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要研究內(nèi)容及研究成果進行了詳細論述。

　　關(guān)鍵詞：模糊Petri網(wǎng),并行推理,知識表示

　　Parallel Reasoning based on Fuzzy Petri nets

　　LI Li

　　(Center of Clean-Government Education and Case Management; Discipline Inspection and Supervision of Chenzhou， Chenzhou 423000， China)

　　Abstract： With the development of Fuzzy Petri nets theory and application technology， Fuzzy Petri nets theory is widely used to knowledge reasoning. This paper carries on a detailed description ranging from definition and significance of parallel reasoning based on Fuzzy Petri nets and research status to the main contents and research results.

　　Key words： Fuzzy Petri nets; parallel reasoning; knowledge representation

　　1 概念界定及研究意義

　　在現(xiàn)實世界中，確定的知識只是少數(shù)。這個充滿了不確定因素的模糊世界使得我們在利用相關(guān)Petri網(wǎng)理論進行知識推理研究中必須考慮到知識具有的“模糊性”這一特點[1]。 “傳統(tǒng)數(shù)學無法全部、真實地反映人腦的思維規(guī)律”―這是科研工作者在研究使計算機具有“類人類智力”過程中必須首要解決的問題之一。其中各種模糊對象和模糊概念是各個科研人員要處理模糊世界必然要面對的兩大因素，套用以前那些精確知識的處理方法對于這些模糊概念或知識的運用是行不通的，處理這類問題我們必須結(jié)合各種特殊的處理方法和模糊性研究。兩方面的意義蘊含于模糊性之中，第一，度量可能是模糊的(所處理的對象或概念的)，例如：對老年人的界定等;第二，模糊性蘊含于各種處理方法和技巧本身，即在處理或運用中所做的動作本身就具有某種模糊性，這被科研人員稱為模糊動作或模糊處理。因此，基于模糊Petri網(wǎng)的知識推理系統(tǒng)的研究領(lǐng)域就是把傳統(tǒng)Petri網(wǎng)現(xiàn)有的知識處理方法與模糊數(shù)學結(jié)合起來進行深入的研究，這對提高知識推理系統(tǒng)的有效性和推理效率有著極其深遠的理論和實際意義。

　　目前，國際上對模糊Petri網(wǎng)的理論及應(yīng)用技術(shù)的研究還處于初始發(fā)展階段。系統(tǒng)而全面地對基于模糊Petri網(wǎng)的知識推理的研究還存在一些困難： ①集中從應(yīng)用方面展開研究，這是目前學術(shù)界針對模糊Petri網(wǎng)主要的研究方向，很少有學者關(guān)注FPN的自身理論的研究，特別是在模糊Petri網(wǎng)系統(tǒng)的初始庫所token的初始值如何確定這一方面。當前，科研專家或研究人員依據(jù)經(jīng)驗直接給出或者主觀猜測出模糊token的初始值，這導致token的初始值隨意性太高，操作過程中即使算法與推理過程正確，結(jié)果也不一定正確。②不精確推理過程中模糊知識庫的一致性檢測問題一直沒有很好的解決方案。已有的研究成果主要有成對規(guī)則比較法和關(guān)系圖或推理圖分析法[2]。③在現(xiàn)實世界中，基于模糊知識的推理存在著利用相同知識進行多次反復(fù)推理(即存在環(huán)路問題)，如醫(yī)療診斷系統(tǒng)等。這一系列問題有待學者們進一步研究。

　　2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　林闖等人就如何利用Petri網(wǎng)進行知識的表示進行了深入的研究[3]。當今，基于普通Petri網(wǎng)的知識推理的相關(guān)算法也已取得許多研究成果。Jonathan Lee等人提出了一種基于普通Petri網(wǎng)模型的推理機制[4];林琪、周洪玉等人初步探討了基于Petri網(wǎng)的并行推理機制。利用Petri網(wǎng)的關(guān)聯(lián)矩陣可以實現(xiàn)基于Petri網(wǎng)的產(chǎn)生式規(guī)則推理算法，目前，諸多文獻都詳細討論了這種推理算法[5]。

　　綜上所述，基于普通Petri網(wǎng)的知識推理系統(tǒng)的研究已經(jīng)碩果累累，不久的將來，這一研究領(lǐng)域?qū)⒃谌斯ぶ悄艿难芯恐姓紦?jù)愈來愈重要的地位。

　　3 基于模糊Petri網(wǎng)的并行推理的主要研究內(nèi)容

　　本人認為，基于模糊Petri網(wǎng)的并行推理的研究主要從以下三個方面進行：

　　1)結(jié)合以后模糊理論的相關(guān)研究成果，給出模糊Petri網(wǎng)系統(tǒng)中初始庫所token值的確定方法，使該方法能夠量化不精確的、非定量的信息，有效地解決推理過程中出現(xiàn)的沖突問題。

　　2)在深入分析現(xiàn)有進化仿生算法的基礎(chǔ)上，提出混合仿生算法來克服仿生算法本身易陷入局部最優(yōu)、收斂速度慢等問題，并將其運用在模糊Petri網(wǎng)的三大參數(shù)優(yōu)化過程中，以達到提高推理結(jié)果精度的目的。

　　3)采用語義網(wǎng)絡(luò)表示法，在深入研究經(jīng)典Petri網(wǎng)及各類Petri網(wǎng)在知識表示及推理研究領(lǐng)域中的研究成果的基礎(chǔ)上，提出一種高效而可行的基于模糊Petri網(wǎng)的模糊知識表示及推理算法。

　　4 研究成果

　　基于模糊Petri網(wǎng)的并行推理的研究成果具有較高的應(yīng)用價值，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

　　1)人工智能理論及機器人應(yīng)用研究領(lǐng)域

　　由于在人工智能理論以及機器人研究領(lǐng)域中均涉及許多智能計算及符號智能的有關(guān)算法，而本項目的研究成果中給出了大量的基于模糊Petri的相關(guān)算法的建模方法及其應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)理論; 　　2)專家知識庫及專家系統(tǒng)的研究領(lǐng)域

　　由于本項目的研究成果中提出了一種基于模糊Petri網(wǎng)的模糊知識的表示方法以及模糊知識的推理技術(shù)，從而為專家知識庫以及專家系統(tǒng)提供了一種新的實現(xiàn)途徑，從而有可能為專家系統(tǒng)的應(yīng)用提供一種更可靠和更有效的實現(xiàn)方法;

　　3)并行調(diào)度決策系統(tǒng)或分布式處理系統(tǒng)研究領(lǐng)域

　　面向?qū)ο竽：齈etri網(wǎng)在描述異步并發(fā)(或并行)方面具有獨到之處，特別適合描述具有并發(fā)性、實時性、異步性等特點的分布式系統(tǒng)。因此，本項目的研究的成果可應(yīng)用于多任務(wù)環(huán)境下的并行調(diào)度的任務(wù)分派、分布式計算機系統(tǒng)的設(shè)計等研究領(lǐng)域。

　　同時，該研究具有一定的科學意義，主要體現(xiàn)在如下2個方面：

　　1)Petri網(wǎng)研究領(lǐng)域的新思路

　　將Petri網(wǎng)與模糊理論相結(jié)合，并將其擴充為面向?qū)ο蟮拈_放式的遞歸網(wǎng)，從而可將一個逐漸擴大的系統(tǒng)不斷分解成若干個子系統(tǒng)，并利用擴充后的模糊Petri網(wǎng)的遞歸性建立各子系統(tǒng)的模型及其相互之間的關(guān)聯(lián)，同時引用時間屬性Petri網(wǎng)描述語義網(wǎng)絡(luò)表示知識的研究成果，從而提供了一種利用成熟的Petri網(wǎng)理論建立基于語義網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜的模糊處理技術(shù)分析模型的新思路。

　　2)多種Petri網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用的新嘗試

　　本研究是多種Petri網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用的一次實踐活動。它將普通Petri網(wǎng)、隨機Petri網(wǎng)、時間Petri網(wǎng)、面向?qū)ο驪etri網(wǎng)和模糊Petri網(wǎng)等多種技術(shù)及其理論有機地結(jié)合起來，使不同Petri網(wǎng)技術(shù)之間達到互補，并將其應(yīng)用于并行知識推理的分析與實踐中，是關(guān)于各類Petri網(wǎng)綜合應(yīng)用技術(shù)的一次新嘗試。

　　參考文獻：

　　[1]冉會中.基于Petri網(wǎng)的冗余控制系統(tǒng)建模與仿真[J].計算機仿真，2011，28(5)：103-106.

　　[2]周月明，杜玉越，劉偉.基于Petri網(wǎng)的容錯系統(tǒng)分層建模[J].計算機工程，2010(2)：39-41.

　　[3] 林闖，陸維明.Petri網(wǎng)用于知識表示[J].計算機學報，1992(1)：1-16.

　　[4] Jonathan Lee， Senior Member. Modeling Uncertainty Reasoning With Possibilistic Petri Nets[J].IEEE TRANSACTION ON SYSTEMS MAN AND CYBERNETICS-PART B： CYBERNETICS，2003，33(2).
　　相關(guān)期刊簡介：《廣東通信技術(shù)》（月刊）創(chuàng)刊于1981年，由廣東省電信有限公司主管、廣東省電信有限公司研究院、廣東通信學會聯(lián)合主辦、是廣東省科技期刊中發(fā)行最大的刊物，多次榮獲信息產(chǎn)業(yè)部、廣東省優(yōu)秀科技期刊獎。以全新的視角關(guān)注通信領(lǐng)域的前沿技術(shù)、市場熱點和經(jīng)營理念，注重應(yīng)用技術(shù)和前沿技術(shù)的探討和交流，詮釋通信管理的宏觀政策，解讀通信運營的熱點問題。榮獲信息產(chǎn)業(yè)部優(yōu)秀通信期刊獎、信息產(chǎn)業(yè)部全國通信科技期刊三等（05）、廣東省優(yōu)秀科技期刊二等獎（01）、郵電部優(yōu)秀科技期刊二等獎（98）。

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