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基于有色Petri网和深度学习的医废追溯跟踪系统研究

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基于有色Petri网和深度学习的医废追溯跟踪系统研究

作者：马耀博河南理工大学

学位级别：硕士

新冠疫情的爆发导致了新冠肺炎确诊病例的激增,同时医疗废物的产生数量也呈井喷式增长趋势。传统医废管理工作书面的记录方式存在效率低下、医废追溯困难、工作人员容易接触感染等问题,这已经难以适应当下医废的管理工作,加之医疗废物... 详细信息

新冠疫情的爆发导致了新冠肺炎确诊病例的激增,同时医疗废物的产生数量也呈井喷式增长趋势。传统医废管理工作书面的记录方式存在效率低下、医废追溯困难、工作人员容易接触感染等问题,这已经难以适应当下医废的管理工作,加之医疗废物具有高污染性和高危害性,如果不对医疗废物加以严格的监管,及时追溯管理医疗废物的动向,一旦医疗废物发生遗失、泄漏或不当处置,将会严重影响人们的生命健康,进而引发一系列经济、社会问题。因此本文基于有色Petri网和深度学习理论构建了一套医废追溯跟踪系统用于解决以上问题。本文主要研究内容如下:(1)对医疗机构内部和医疗机构外部的医废管理工作流程进行分析,基于有色Petri网构建了医废追溯跟踪系统模型,该模型能够实现医疗废物从产生至销毁全生命周期的追溯跟踪管理。本文基于CPN Tools建模工具对构建的模型进行了仿真验证,并使用关联矩阵对系统模型的动态性质进行分析,结果表明建立的有色Petri网医废追溯跟踪系统模型具有可达性、有界性和活性,能够实现医疗废物的在线追溯跟踪管理。(2)建立的有色Petri网医废追溯跟踪系统模型实现了以袋为单位或以箱为单位的医废的信息化追溯跟踪,但无法避免因医废包装袋破损而带来医废泄漏的安全隐患,因此本文提出了基于改进Yolov5的医废包装袋破损检测算法。该算法将浅层的特征与深层的特征进行融合,建立第四个目标检测层,提高医废包装袋小破损目标的检测准确率;针对医废包装袋数据集,采用K-means聚类算法获得新的先验框,并引入空间和通道融合的卷积注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM),使得网络能够更好地聚焦于目标的有用特征而忽略无用特征。实验结果表明,改进的Yolov5网络相较于原网络,平均检测精度均值m AP由88.6%提升到94.1%,相较于SSD、Yolov3以及Faster R-CNN等算法,改进的网络在医废包装袋破损检测任务中具有更高的检测精度以及更快的推理速度。(3)在构建的有色Petri网医废追溯跟踪系统模型和改进Yolov5的医废包装袋破损检测模型基础上,设计实现了医废追溯跟踪系统,其基于android Studio、Intelli J IDEA和Pytorch开发平台实现了移动端App和Web系统。App能够将医废管理工作各个环节的数据提交存储至云端数据库,Web系统能够对App提交的数据加以整合,使得相关监管人员能够从多维度把控医废信息并实现医废全生命周期的信息化追溯管理,并能够自动检测破损的医废包装袋,进一步消除因医废包装袋破损而带来医废泄漏的安全隐患。图116幅,表33个,参考文献53篇。

关键词：疫情防控有色Petri网 Yolov5网络破损检测医废追溯管理信息系统

基于有色Petri网的铁路时间同步网协议安全性分析

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铁道学报 2017年第10期39卷 82-88页

作者：张友鹏张昊磊王虹兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

随着时间同步技术在铁路领域的发展,能够实时地保证时间同步协议NTP的安全运行变得至关重要。由于NTP协议自身具备一定的安全缺陷,因此,对NTP协议的安全机制进行分析十分必要。考虑到NTP协议的无连接特性,使用有色Petri网建立其在正常... 详细信息

随着时间同步技术在铁路领域的发展,能够实时地保证时间同步协议NTP的安全运行变得至关重要。由于NTP协议自身具备一定的安全缺陷,因此,对NTP协议的安全机制进行分析十分必要。考虑到NTP协议的无连接特性,使用有色Petri网建立其在正常工作模式下的有色Petri网模型,并分析协议在进行时间同步过程中存在的漏洞。构建入侵者成功入侵协议所需要的知识集和入侵者在入侵过程中能够获取的知识集,并使用有色Petri网对NTP协议受到入侵的过程进行建模。通过逆向状态分析方法,对NTP协议进入不安全状态的可达性进行分析,使用CPNTools软件对分析结果进行仿真验证。结果表明,NTP协议的服务器身份验证过程是不安全的。

关键词：时间同步协议漏洞有色Petri网入侵逆向状态分析法

基于有色Petri网的车载设备模式转换测试序列生成方法

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中国铁道科学 2017年第4期38卷 115-123页

作者：赵晓宇杨志杰吕旌阳中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院通信信号研究所北京100081 中国铁道科学研究院国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

为高效、自动生成覆盖车载设备所有转换路径的测试序列,根据《CTCS-3级列控系统系统需求规范》,首先基于有色Petri网构建车载设备模式转换(MTCPN)模型,并采用ASK-CTL公式和非标准状态空间查询法对MTCPN模型进行分析和验证,然后根据车载... 详细信息

为高效、自动生成覆盖车载设备所有转换路径的测试序列,根据《CTCS-3级列控系统系统需求规范》,首先基于有色Petri网构建车载设备模式转换(MTCPN)模型,并采用ASK-CTL公式和非标准状态空间查询法对MTCPN模型进行分析和验证,然后根据车载设备模式转换规则,将车载设备的工作模式及其转换路径映射为有向图,采用中国邮路算法求解有向图,生成1条最优邮路,并对该邮路进行二次优化,生成车载设备模式转换的测试目标序列集;将测试目标序列作为MTCPN模型的输入,仿真生成满足全路径覆盖准则的可执行的测试序列集和XML文件。验证结果表明:基于有色Petri网的测试序列生成方法能够满足测试需求,并且避免了既有方法的状态空间爆炸和搜索死循环问题,提高了测试效率。

关键词：测试序列车载设备列车控制系统模式转换有色Petri网中国邮路算法路径覆盖量

基于有色Petri网的时钟同步协议安全性分析

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控制与决策 2014年第12期29卷 2144-2150页

作者：冯冬芹沈佳骏褚健浙江大学工业控制技术国家重点实验室杭州310027 浙江大学智能系统与控制研究所杭州310027

随着工业以太网的发展,作为其实时性保障核心技术的时钟同步协议的安全性变得至关重要.针对时钟同步协议的安全性问题,首先提出一种基于有色Petri网的时钟同步协议安全性分析方法;然后通过建立协议的有色Petri网模型,利用状态方程等工... 详细信息

随着工业以太网的发展,作为其实时性保障核心技术的时钟同步协议的安全性变得至关重要.针对时钟同步协议的安全性问题,首先提出一种基于有色Petri网的时钟同步协议安全性分析方法;然后通过建立协议的有色Petri网模型,利用状态方程等工具针对不安全状态的可达性进行判断分析,从而实现时钟同步协议的安全性分析;最后具体分析了一种基于精密时钟同步协议(PTP)的时钟同步协议以及针对该协议的主时钟欺骗攻击,验证了所提出方法的有效性.

关键词：工业以太网时钟同步协议有色Petri网状态方程主时钟欺骗

基于有色Petri网的测试案例生成方法及其在CTCS-3车地通信中的应用

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北京交通大学学报 2018年第6期42卷 97-103页

作者：赵天时中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所北京100081

CTCS-3级列控系统作为高速铁路的中枢神经系统,是典型的安全苛求系统.对安全苛求系统进行有效测试是提高系统安全性的重要手段.鉴于车地通信在列控系统中的重要性,提出一套基于有色Petri网的车地通信测试案例的生成方法.参考CTCS-3级列... 详细信息

CTCS-3级列控系统作为高速铁路的中枢神经系统,是典型的安全苛求系统.对安全苛求系统进行有效测试是提高系统安全性的重要手段.鉴于车地通信在列控系统中的重要性,提出一套基于有色Petri网的车地通信测试案例的生成方法.参考CTCS-3级列控系统技术规范,构建车地通信流程的有色Petri网模型,生成状态空间并搜索到达目标状态的路径,在路径的基础上自动生成测试案例.通过对比使用有色Petri网自动生成和现有的测试案例,验证了测试案例生成方法的正确性,提高了测试案例生成方法的自动化程度,为基于模型的系统测试提供了参考.

关键词： CTCS-3级列控系统有色Petri网车地通信状态空间路径

基于有色Petri网的轨道换乘设施服务水平评价模型研究

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交通运输系统工程与信息 2013年第5期13卷 101-106页

作者：张兴强贺杰朱竟争北京交通大学交通运输学院城市交通复杂系统理论与技术教育重点实验室北京100044

对轨道换乘设施服务水平的合理评价,有利于提高换乘站通行能力、换乘安全性和轨道管理水平.首先,笔者对轨道换乘站换乘方式和换乘设施服务过程进行分析,建立了轨道换乘设施服务水平评价petri网模型.然后,在考虑换乘站换乘客流不均衡性... 详细信息

对轨道换乘设施服务水平的合理评价,有利于提高换乘站通行能力、换乘安全性和轨道管理水平.首先,笔者对轨道换乘站换乘方式和换乘设施服务过程进行分析,建立了轨道换乘设施服务水平评价petri网模型.然后,在考虑换乘站换乘客流不均衡性基础上,建立了轨道换乘设施的整体服务水平评价模型.并以乘客感知的'舒适性'和'便利性'作为评价指标,逐个建立各个设施服务水平评价模型.分别采用层次分析法和排序法确定相应权重.最后,根据制定出的换乘设施服务水平等级划分标准,运用该模型分析得到北京建国门站早高峰期换乘设施整体服务水平为C级.

关键词：城市交通评价模型有色Petri网轨道换乘设施服务水平

基于FPGA的有色Petri网仿真系统设计

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电子器件 2021年第1期44卷 236-241页

作者：陈成官张小军周韬略张德学郭华山东科技大学电子信息工程学院山东青岛266590

为了实现大规模有色Petri网模型的性能测试,设计了基于FPGA的高速仿真系统。该系统实现了库所、变迁模块到硬件结构的映射,采用C语言实现了有色Petri网的硬件自动生成工具。通过分析有色Petri网的特征,该工具生成对应的Verilog代码和基... 详细信息

为了实现大规模有色Petri网模型的性能测试,设计了基于FPGA的高速仿真系统。该系统实现了库所、变迁模块到硬件结构的映射,采用C语言实现了有色Petri网的硬件自动生成工具。通过分析有色Petri网的特征,该工具生成对应的Verilog代码和基于Quartus的自动脚本。以通信中"包传输"的模型为例,在FPGA中对生成的代码进行测试,验证了设计的正确性。

关键词：有色Petri网自动生成工具 FPGA Verilog HDL 仿真系统

基于有色Petri网的变电站监控数据版本控制建模与研究

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电力系统保护与控制 2014年第4期42卷 98-104页

作者：时谊佘维张丹李江林叶阳东许继电气股份有限公司河南许昌461000 郑州大学信息工程学院河南郑州450000 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

在大型设备的状态数据库中,数据版本的管理不善会造成系统的混乱甚至崩溃。针对这些问题,通过对已有版本控制方法的分析比较,设计了一种新的数据版本控制方法。该方法构建一种有色Petri网(CPN),模拟数据版本控制过程,用不同颜色的托肯... 详细信息

在大型设备的状态数据库中,数据版本的管理不善会造成系统的混乱甚至崩溃。针对这些问题,通过对已有版本控制方法的分析比较,设计了一种新的数据版本控制方法。该方法构建一种有色Petri网(CPN),模拟数据版本控制过程,用不同颜色的托肯表示数据的不同版本,通过限制变迁的触发序列模拟数据版本的更新过程,应用petri网的并发机制和SQL Server并发机制解决了版本更新过程中的并发、合并等问题。通过变电站监控系统的实例得出:该方法可用于中、大型系统的数据版本控制,有效提高了历史数据的管理水平。

关键词：版本控制 petri网有色Petri网版本更新变电站

基于知识元和有色Petri网的应急实施流程优化方法

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现代情报 2016年第11期36卷 59-65页

作者：代文锋齐春泽兰州财经大学信息工程学院甘肃兰州730020

合理的应急实施流程对于有效应对突发事件至关重要。在知识元理论与petri网方法的基础上提出了一种突发事件应急实施流程的优化方法。首先,借鉴共性知识模型,形式化表示活动基元及其内部联系,建立活动基元模型。随后,找到活动基元模型... 详细信息

合理的应急实施流程对于有效应对突发事件至关重要。在知识元理论与petri网方法的基础上提出了一种突发事件应急实施流程的优化方法。首先,借鉴共性知识模型,形式化表示活动基元及其内部联系,建立活动基元模型。随后,找到活动基元模型与有色Petri网的映射关系,并使用有色Petri网方法实现活动基元模型以及活动基元间的基本路由关系。在此基础上,结合知识元原理和petri网方法,提出突发事件应急实施流程的五步优化方法。最后,以化学危险品事故为例说明该优化方法的使用过程。

关键词：应急管理实施流程知识元有色Petri网活动基元优化方法