一种基于Petri网的PRT动态运行综合控制模型、仿真方法及应用与流程

一种基于petri网的prt动态运行综合控制模型、仿真方法及应用
技术领域
1.本发明属于个人快速运输系统(prt)工程技术领域，特别涉及一种基于petri网的prt动态运行综合控制模型、仿真方法及应用。


背景技术：

2.随着无人驾驶汽车技术的发展，无人驾驶汽车以其安全、稳定、方便等特点，越来越多地应用于各种应用领域。鉴于传统公路交通方式交通存在能耗高、环境污染严重、安全性较低、占地面积大、易拥堵和需要人员驾驶等方面问题，世界各国正在积极探索具有低能耗、占地面积小、环保、隐私性高、安全系数高并且可以自主运行的prt交通系统。
3.prt概念最早由美国人donn fichter于1953年提出，其目的是解决汽车交通模式出现的问题。为小型车辆在专用轨道网或专用道路网上自动行驶的交通系统。为了更好地完成大型活动的场馆与场馆之间、场馆与住宿区域及场馆航站楼之间、航站楼与停车场之间的运输，人们考虑将无人驾驶车辆运输技术应用进来。各场馆或者航站楼旁设置prt站和集中住宿,集中调度控制车辆停放，方便人们上下车。
4.prt车辆动力系统以蓄电池电力驱动为主，车辆载员4-6人。运行模式为车辆在定制轨道线路或虚拟轨道线路行驶。车辆的发送以乘客的需求为导向，按需发车，减少乘客的等待时间，车辆控制系统依据客人要求自动选取最佳线路由出发地直达目的地，中途不停顿，车辆在支线站台停靠，空车prt自动在专用支线停靠待命运行。采用prt使个人的出行时间、出行路线、上下车地点得到充分尊重，乘客不受车辆时刻表限制，也不需要中途换车，只要乘客呼叫车辆坐进车内指定目的地，目前已运行的prt交通系统已经实现车辆的无人驾驶，节省交通人力成本的前景广阔。
5.然而现有技术中，由于prt车辆动力系统暴露于空气中，尤其在恶劣天气的情况下，使prt车辆动力系统存在一定故障风险，当传感器发生故障失灵后将导致引发车辆冲突的问题，或者车辆故障影响后续车辆进出站的问题出现不能及时解决。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于：针对现有技术中，prt车辆动力系统因暴露于自然界中，导致其存在的潜在的故障风险，当传感器发生故障后，容易引发车辆冲突或者车辆故障不能及时的发现进而引发连续事故。
7.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
8.一种基于petri网的prt动态运行综合控制模型，包括第一petri网运行模型、第二petri网运行模型、prt线路模型以及prt被控单元模型；
9.所述第一petri网运行模型和所述第二petri网运行模型分别基于prt线路建立；
10.所述prt线路模型包括直行线路和交汇并线线路；
11.所述第一petri网运行模型基于直行线路建立，所述第二petri网运行模型基于交
汇并线线路建立；所述prt线路模型包括若干个列车区间，每个所述列车区间只允许一列prt车辆进入，其中，petri网的库所包括两个表达，一个是表达对应列车区间，另一个是表达对应列车区间的路权，petri网的托肯表达的是prt被控单元模型；所述综合控制模型用于对prt车辆单元在所述prt线路上的运行过程进行动态仿真模拟并且根据接收到的prt车辆单元运行过程中的故障反馈进行调整排除障碍。
12.本发明的技术方案以prt线路模型和prt被控单元模型为基础，利用petri网建立了prt车站无人车控制模型。其中，综合控制模型基于交通流规避和冲突点理论，划分出公共资源点，再结合petri网建立起prt动态运行综合控制模型，该模型能够作为备用系统实时仿真模拟prt列车的运行过程，一旦prt系统因不可控因素导致车辆发生故障不能及时反馈的情况发生时，通过本技术设计的基于petri网的prt动态运行综合控制模型能够及时反馈问题给决策控制中心进行紧急处理。避免发生多辆prt车辆在同一列车区间碰撞以及prt车辆发生故障长时间占据列车区间导致运行线路瘫痪的情况。
13.作为本发明的优选技术方案，所述第一petri网运行模型的定义为：设一个petri网为n＝(p,t,f,m)，其物理含义当某一标识满足条件m[t》后，其输出弧所连接的变迁就会发射，发射行为是瞬时过程。模型中关键库所物理含义如下表所示：
[0014][0015]
所述第一petri网运行模型中，库所pi表示第i个区间的路权，库所pi被标记表示列车占据第i个区间，当库所pi和p
fi+1
同时被标记时，变迁ti使能同时带走库所pi和p
fi+1
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所p
i+1
和p
fi-1
，表示列车离开区间第i个区间，进入第i+1个区间。
[0016]
在所述综合控制模型中，每一次变迁的使能发射就是一次prt车辆状态变化。所述第一petri网运行模型基于prt线路直行线路建立，在直行线路上，当列车占据任意一个列车区间时，其运行方向后方的第一个区间将禁止其他车辆进入。
[0017]
作为本发明的优选技术方案，在直行线路中，当prt车辆位于第i列车区间，prt车辆的前方为第i+1列车区间，prt车辆的后方为第i-1列车区间时，第i-1列车区间处于禁止占用的状态，对应的所述第一petri网运行模型的运行规则为：库所p
fi
表示第i区间的路权，库所pi被标记表示prt车辆占据第i列车区间，此时第i列车区间的路权被赋予给该prt车辆，只有库所i被标记，才能赋予路权给下一辆prt车辆；当库所pi和p
fi+1
同时被标记时，变迁ti使能同时带走库所pi和库所p
fi-1
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所p
i+1
；同时返还一个托肯给库所p
fi-1
，表示后续的prt车辆被允许进入第i-1列车区间。
[0018]
作为本发明的优选技术方案，所述第二petri网运行模型的定义为设一个petri网为n＝(p,t,f,m)，其物理含义当某一标识满足条件m[t》后，其输出弧所连接的变迁就会发射，发射行为是瞬时过程。模型中关键库所物理含义如下表所示：
[0019][0020]
作为本发明的优选技术方案，在并线交汇线路中，并线交汇区间为第m列车区间，并线交汇区间连接的两条支路分别为第一交汇支路和第二交汇支路，第一交汇线路上与第m列车区间相邻的是第一支路区间j，第二交汇线路上与第m列车区间相邻的是第二支路区间h；
[0021]
prt线路的运行逻辑为：当prt车辆占用第m列车区间时，第一支路区间和第二支路区间同时处于禁止占用的状态，当prt车辆占用第一支路区间、第二支路区间两者中的任意一个支路区间时，另外的一个列车区间将处于禁止prt车辆占用的状态；
[0022]
对应的所述第二petri网运行模型的运行规则为：pm表示第m列车区间，p
m+1
表示并线交汇区间运行前方的列车区间，p
fm
表示第m列车区间的路权，p
fs
表示第一支路区间和第二支路区间的共有路权，且同一时间只能被一个支路区间所使用；
[0023]
pj表示第一支路区间，ph表示第二支路区间；
[0024]
当库所p
j-1
和p
fs
同时被标记时，变迁t
j-1
使能同时带走库所p
j-1
和p
fs
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所pj；表示：第一支路区间被占用且第一支路区间和第二支路区间的共有路权被拿走，此时prt车辆不被允许进入第二列车区间；
[0025]
当库所pj和p
fm
同时被标记时，变迁tj使能带走这两个库所中托肯的同时发送一个新的托肯给库所pm；此时表示列车从第一支路区间进入线路交汇区间m。第二支路区间还是不允许列车进入，直到prt车辆出清第m列车区间后，第二支路区间才允许后续的prt车辆进入，对应在模型中为变迁tm使能发射后发送一个托肯给库所p
m+1
，同时会归还一个托肯给库所p
fs
。
[0026]
作为本发明的优选技术方案，所述prt线路模型包括至少三个站点，相邻所述站点之间为单向运行线路，所述prt线路还包括至少一个用于相邻车站中转的交汇枢纽。
[0027]
作为本发明的优选技术方案，所述prt线路模型包括第一站点、第二站点和第三站点，所述第一站点与所述第二站点通过第一线路连通，所述第二站点与所述第三站点通过第二线路连通，所述第三站点与所述第一站点之间通过第三线路连通，所述第一线路、第二线路、第三线路分别独立，三条线路之间构成闭合的环线，所述交汇枢纽位于闭合的环线之间。
[0028]
作为本发明的优选技术方案，所述交汇枢纽分别与每条线路形成交汇列车区间，所述交汇枢纽包括第一交汇区间、第二交汇区间和第三交汇区间，所述第一交汇区间设置于第一线路与所述交汇枢纽之间，所述第二交汇区间设置于第二线路与所述交汇枢纽之
间，所述第三交汇区间设置于第三线路与所述交汇枢纽之间。
[0029]
所述交汇列车区间包括并线交汇区间、第一支路区间和第二支路区间，所述第一支路区间位于单向运行线路，所述第二支路区间位于交汇枢纽线路，所述交汇枢纽线路为环形线路。
[0030]
一种基于petri网的prt动态运行仿真方法，具体包括如下步骤：
[0031]
步骤1：根据已知的prt线路模型进行综合控制模型的建立；
[0032]
步骤2：将综合控制模型用于prt线路模型的动态运行过程，进行prt被控单元模型的运行防护，当prt车辆发生故障不能顺利离开对应列车区间时，所述综合控制模型将实时将故障信息反馈至决策控制中心进行及时处理。
[0033]
一种将petri网用于prt线路动态仿真过程的应用，包括建立上述的综合控制模型。
[0034]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0035]
本发明的技术方案中，以prt线路模型和prt被控单元模型为基础，利用petri网建立了prt车站无人车控制模型。其中，综合控制模型基于交通流规避和冲突点理论，划分出公共资源点，再结合petri网建立起prt动态运行综合控制模型，该模型能够作为备用系统实时仿真模拟prt列车的运行过程，一旦prt系统因不可控因素导致车辆发生故障不能及时反馈的情况发生时，通过本技术设计的基于petri网的prt动态运行综合控制模型能够及时反馈问题给决策控制中心进行紧急处理。避免发生多辆prt车辆在同一列车区间碰撞以及prt车辆发生故障长时间占据列车区间导致运行线路瘫痪的情况。将本发明的prt动态运行仿真方法应用于prt系统中后，能够进一步的提高原有的prt系统的安全性。
[0036]
该系统具有较高的安全冗余性，计算机系统可以将petri网建立的综合模型与prt的系统进行安全的冗余，相互成为判据；防止系统错误的输出；petri网建立的综合模型能够进行车辆的安全处置，对某一占用的列车区间之后紧邻的列车区间进行路权控制，当被占用的列车区间内的车辆完全处置后，区间恢复正常，再释放路权，进行正常的车辆运行。
附图说明
[0037]
图1是本发明中某机场的一个prt线路模型；
[0038]
图2是本发明的prt直行线路的运行逻辑示意图；
[0039]
图3是本发明的系统中，第一petri网运行模型的示意图；
[0040]
图4是是本发明的prt并线交汇线路的运行逻辑示意图；
[0041]
图5是本发明的系统中，第二petri网运行模型的示意图；
[0042]
图6是本发明中某机场的实际prt线路俯视图；
[0043]
图7是本发明中基于图6的prt线路对应建立的基于petri网的综合控制模型示意图。
[0044]
图标：1-第一站点；2-第二站点；3-第三站点；
[0045]
12-第一线路，23-第二线路，31-第三线路，4-交汇枢纽，41-第一交汇区间，42-第二交汇区间，43-第三交汇区间，6-并线交汇区间，7-第一支路区间，8-第二支路区间。
具体实施方式
[0046]
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0047]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0048]
实施例1
[0049]
一种基于petri网的prt动态运行综合控制模型，结合图1-5所示，如图1为某机场的一个prt线路图，该prt线路包括若干个普通区间和三个交汇区间，如图2所示，一共涉及三个端点，分别代表三个车站(分别为第一站点1、第二站点2和第三站点3)，乘客在车站上下车，本技术的线路暂时没有考虑乘客上下车的部分，只是侧重描述列车在线路上的运行逻辑。基于图1中的prt线路图，建立如图2所示的petri网综合模型，列车在图1中的线路上只能进行单向运行，通过线路上的三个交汇区间实现三个车站之间连通过渡。
[0050]
所述第一站点1与所述第二站点2通过第一线路12连通，所述第二站点2与所述第三站点3通过第二线路23连通，所述第三站点3与所述第一站点1之间通过第三线路31连通，所述第一线路12、第二线路23、第三线路31分别独立，三条线路与三个站点之间共同围合构成闭合的环线，所述交汇枢纽4位于闭合的环线之间。
[0051]
所述交汇枢纽4分别与每条线路形成交汇列车区间，所述交汇枢纽包括第一交汇区间41、第二交汇区间42和第三交汇区间43，所述第一交汇区间41设置于第一线路12与所述交汇枢纽4之间，所述第二交汇区间42设置于第二线路23与所述交汇枢纽4之间，所述第三交汇区间43设置于第三线路31与所述交汇枢纽4之间。
[0052]
基于上述prt线路模型，建立一种基于petri网的prt动态运行综合控制模型，包括第一petri网运行模型、第二petri网运行模型、prt线路模型以及prt被控单元模型；所述第一petri网运行模型和所述第二petri网运行模型分别基于prt线路建立；所述prt线路模型包括直行线路和交汇并线线路；所述第一petri网运行模型基于直行线路建立，所述第二petri网运行模型基于交汇并线线路建立；所述prt线路模型包括若干个列车区间，每个所述列车区间只允许一列prt车辆进入，其中，petri网的库所包括两个表达，一个是表达对应的列车区间，另一个是表达对应列车区间的路权，petri网的托肯表达的是prt被控单元模型；所述综合控制模型用于对prt车辆单元在所述prt线路上的运行过程进行动态仿真模拟并且根据接收到的prt车辆单元运行过程中的故障反馈进行调整排除障碍。
[0053]
具体的，本实施例根据某国际机场的prt线路模型进行实际的模型建立：该国际机场的prt线路模型根据第一站点1
→
第三站点3
→
第二站点2的单向顺序进行；
[0054]
第一站点1和第二站点2之间的运行涉及25个列车区间，分别用p1、
…
p9，p83、
…
p86，p51、
…
p60；
[0055]
第三站点3到第二站点1之间的运行涉及31个列车区间，分别为p31、
…
p50，p87，p88，p72、
…
p81；
[0056]
第二站点2到第一站点1的运行涉及20个列车区间，分别为p61，
…
p81；
[0057]
第一站点1到第三站点3的运行涉及29个列车区间，分别为p1，
…
p29；当遍历这些列车的运行过程后，可以对列车运行过程中出现的故障进行动态处理。
[0058]
所述第一petri网运行模型的定义为：设一个petri网为n＝(p,t,f,m)，其物理含
义当某一标识满足条件m[t》后，其输出弧所连接的变迁就会发射，发射行为是瞬时过程。模型中关键库所物理含义如下表所示：
[0059]
表1为综合模型中的库所被标记时的含义
[0060][0061]
其中，表1中的81指本实施例中，涉及的所有的库所数量为81个。
[0062]
上述第一petri网运行模型中，库所pi表示第i个区间的路权，库所pi被标记表示列车占据第i个区间，当库所pi和p
fi+1
同时被标记时，变迁ti使能同时带走库所pi和p
fi+1
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所p
i+1
和p
fi-1
，表示列车离开区间第i个区间，进入第i+1个区间。
[0063]
在直行线路中，当prt车辆位于第i列车区间，prt车辆的前方为第i+1列车区间，prt车辆的后方为第i-1列车区间时，第i-1列车区间处于禁止占用的状态，对应的所述第一petri网运行模型的运行规则为：
[0064]
库所p
fi
表示第i区间的路权，库所pi被标记表示prt车辆占据第i列车区间，此时第i列车区间的路权被赋予给该prt车辆，只有库所i被标记，才能赋予路权给下一辆prt车辆；当库所pi和p
fi+1
同时被标记时，变迁ti使能同时带走库所pi和库所p
fi-1
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所p
i+1
；同时返还一个托肯给库所p
fi-1
，表示后续的prt车辆被允许进入第i-1列车区间。为了清楚的理解，请参考图2-3所示，定义直行线路具有i个列车区间(i为非零自然数，依次按照1、2、3、4
…
i排列)，依次对应第一列车区间、第二列车区间、第三列车区间、第四列车区间
…
第i列车区间，prt车辆从第一列车区间依次向第i列车区间进行前进，假设当前列车处于第一列车区间中，对应到petri网运行模型中时，库所p
f2
、p
f3
和p
f4
…
p
fi
分别表示第二列车区间、第三列车区间和第四列车区间4、第i列车区间的路权。
[0065]
在所述综合控制模型中，分别涉及两种不同的运行方式，一种是直线运行，一种是线路交汇并线的运行方式，接下来分别介绍两种不同的运行方式的petri网模型。
[0066]
首先，如图2-3所示，分别为直线运行的prt线路运行控制逻辑示意图和对应的第一petri网模型，具体的，该模型中，每一次变迁的使能发射就是一次prt车辆状态变化。库所p
f2
、p
f3
和p
f4
表示区间2、区间3和区间4的路权。库所p1被标记表示列车占据区间1，当库所p1和p
f2
同时被标记时，变迁t1使能同时带走库所p1和p
f2
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所p2。
[0067]
库所p2被标记表示列车正在占据区间2。此时区间2的路权被赋予给该列列车，库所p
f2
不被标记，不能赋予路权给下一列车。同理，当库所p3和p
f4
同时被标记时，变迁t3的使能会带走库所p3和p
f4
中的托肯并发射托肯给库所p4。也会在同一时间返还一个托肯给库所p
f2
，表示后续列车被允许进入区间2，但区间3还是处于禁止进入状态。与prt的运行逻辑对应。
[0068]
所述第二petri网运行模型的定义为设一个petri网为n＝(p,t,f,m)，其物理含义当某一标识满足条件m[t》后，其输出弧所连接的变迁就会发射，发射行为是瞬时过程。模型中关键库所物理含义如下表所示：
[0069][0070][0071]
本实施例中，m包括3个。
[0072]
如图4-5所示，分别为线路交汇并线运行的prt线路运行控制逻辑示意图和对应的第二petri网模型，prt线路存在多条线路交汇的场景，两条线路交汇后并轨成一条线路，在线路交汇处，会存在路权共用的情况，这种特殊场景见图4所示，当线路交汇的区间被占用时，其后续相连的两条线路的区间禁止列车进入其中。即图4中的会合区间被占用时，区间1和区间2禁止列车进入。当区间1占用时，区间2也被禁止进入，同理区间2占用时，区间1也被禁止进入。根据这一运行逻辑，建立起对应的所述第二petri网运行模型。
[0073]
图5中的petri网模型是基于图4线路交汇区间运行逻辑所建立的，所述交汇枢纽包括三个列车区间，分别是并线交汇区间6、第一支路区间7和第二支路区间8；如图4中，在并线交汇线路中，并线交汇区间6为第m列车区间，并线交汇区间6连接的两条支路分别为第一交汇支路和第二交汇支路，第一交汇线路上与第m列车区间相邻的是第一支路区间7，第二交汇线路上与第m列车区间相邻的是第二支路区间8；
[0074]
prt线路的运行逻辑为：当prt车辆占用第m列车区间时，第一支路区间7和第二支路区间8同时处于禁止占用的状态，当prt车辆占用第一支路区间7、第二支路区间8两者中的任意一个支路区间时，另外的一个列车区间将处于禁止prt车辆占用的状态；
[0075]
对应的所述第二petri网运行模型的运行规则为：pm表示第m列车区间，p
m+1
表示并线交汇区间运行前方的列车区间，p
fm
表示第m列车区间的路权，p
fs
表示第一支路区间和第二支路区间的共有路权，且同一时间只能被一个支路区间所使用；
[0076]
pj表示第一支路区间，ph表示第二支路区间；
[0077]
当库所p
(j-1)
和p
fs
同时被标记时，变迁t
(j-1)
使能同时带走库所p
(j-1)
和p
fs
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所pj；表示：第一支路区间被占用且第一支路区间和第二支路区间的共有路权被拿走，此时prt车辆不被允许进入第二列车区间；
[0078]
当库所pj和p
fm
同时被标记时，变迁tj使能带走这两个库所中托肯的同时发送一个新的托肯给库所pm；此时表示列车从第一支路区间进入线路交汇区间m。第二支路区间还是不允许列车进入，直到prt车辆出清第m列车区间后，第二支路区间才允许后续的prt车辆进入，对应在模型中为变迁tm使能发射后发送一个托肯给库所p
m+1
，同时会归还一个托肯给库所p
fs
。
[0079]
本发明的技术方案以prt场馆综合模型和prt被控单元模型为基础，利用petri网
建立了prt车站无人车控制模型。其中，综合控制模型基于交通流规避和冲突点理论，划分出公共资源点，再结合petri网建立起prt动态运行综合控制模型，该模型能够作为备用系统实时仿真模拟prt列车的运行过程，一旦prt系统因不可控因素导致车辆发生故障不能及时反馈的情况发生时，通过本技术设计的基于petri网的prt动态运行综合控制模型能够及时反馈问题给决策控制中心进行紧急处理。避免发生多辆prt车辆在同一列车区间碰撞以及prt车辆发生故障长时间占据列车区间导致运行线路瘫痪的情况。
[0080]
实施例2
[0081]
一种基于petri网的prt动态运行仿真方法，包括如下步骤：
[0082]
步骤1：根据已知的prt线路模型建立如实施例1所述的综合控制模型；prt线路模型如图6所示，对应的综合控制模型如图7所示；对应的线路库所布置如实施例1中的描述；
[0083]
步骤2：将所述综合控制模型用于prt线路模型的动态运行过程，进行prt被控单元模型的运行防护，当prt车辆发生故障不能顺利离开对应列车区间时，所述综合控制模型将实时将故障信息反馈至决策控制中心进行及时处理。
[0084]
将本发明的prt动态运行仿真方法应用于prt系统中后，能够进一步的提高原有的prt系统的安全性。
[0085]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于petri网的prt动态运行综合控制模型，其特征在于，包括第一petri网运行模型、第二petri网运行模型、prt线路模型以及prt被控单元模型；所述第一petri网运行模型和所述第二petri网运行模型分别基于prt线路建立；所述prt线路模型包括直行线路和交汇并线线路；所述第一petri网运行模型基于直行线路建立，所述第二petri网运行模型基于交汇并线线路建立；所述prt线路模型包括若干个列车区间，每个所述列车区间只允许一列prt车辆进入，其中，petri网的库所包括两个表达，一个是表达对应列车区间，另一个是表达对应列车区间的路权，petri网的托肯表达的是prt被控单元模型；所述综合控制模型用于对prt车辆单元在所述prt线路上的运行过程进行动态仿真模拟并且根据接收到的prt车辆单元运行过程中的故障反馈进行调整排除障碍。2.根据权利要求1所述的基于petri网的prt动态运行综合控制模型，其特征在于，所述第一petri网运行模型的定义为：设一个petri网为n＝(p,t,f,m)，其物理含义当某一标识满足条件m[t>后，其输出弧所连接的变迁就会发射，发射行为是瞬时过程。模型中关键库所物理含义如下表所示：所述第一petri网运行模型中，库所p
i
表示第i个区间的路权，库所p
i
被标记表示列车占据第i个区间，当库所p
i
和p
fi+1
同时被标记时，变迁t
i
使能同时带走库所p
i
和p
fi+1
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所p
i+1
和p
fi-1
，表示列车离开区间第i个区间，进入第i+1个区间。3.根据权利要求2所述的基于petri网的prt动态运行综合控制模型，其特征在于，在直行线路中，当prt车辆位于第i列车区间，prt车辆的前方为第i+1列车区间，prt车辆的后方为第i-1列车区间时，第i-1列车区间处于禁止占用的状态，对应的所述第一petri网运行模型的运行规则为：库所p
fi
表示第i区间的路权，库所p
i
被标记表示prt车辆占据第i列车区间，此时第i列车区间的路权被赋予给该prt车辆，只有库所i被标记，才能赋予路权给下一辆prt车辆；当库所p
i
和p
fi+1
同时被标记时，变迁t
i
使能同时带走库所p
i
和库所p
fi-1
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所p
i+1
；同时返还一个托肯给库所p
fi-1
，表示后续的prt车辆被允许进入第i-1列车区间。4.根据权利要求1所述的基于petri网的prt动态运行综合控制模型，其特征在于，所述第二petri网运行模型的定义为设一个petri网为n＝(p,t,f,m)，其物理含义当某一标识满足条件m[t>后，其输出弧所连接的变迁就会发射，发射行为是瞬时过程；模型中关键库所物理含义如下表所示：
5.根据权利要求4所述的基于petri网的prt动态运行综合控制模型，其特征在于，在并线交汇线路中，并线交汇区间为第m列车区间，并线交汇区间连接的两条支路分别为第一交汇支路和第二交汇支路，第一交汇线路上与第m列车区间相邻的是第一支路区间j，第二交汇线路上与第m列车区间相邻的是第二支路区间h；prt线路的运行逻辑为：当prt车辆占用第m列车区间时，第一支路区间和第二支路区间同时处于禁止占用的状态，当prt车辆占用第一支路区间、第二支路区间两者中的任意一个支路区间时，另外的一个列车区间将处于禁止prt车辆占用的状态；对应的所述第二petri网运行模型的运行规则为：p
m
表示第m列车区间，p
m+1
表示并线交汇区间运行前方的列车区间，p
fm
表示第m列车区间的路权，p
fs
表示第一支路区间和第二支路区间的共有路权，且同一时间只能被一个支路区间所使用；p
j
表示第一支路区间，p
h
表示第二支路区间；当库所p
j-1
和p
fs
同时被标记时，变迁t
j-1
使能同时带走库所p
j-1
和p
fs
中的托肯，同时发送一个新的托肯给库所p
j
；表示：第一支路区间被占用且第一支路区间和第二支路区间的共有路权被拿走，此时prt车辆不被允许进入第二列车区间；当库所p
j
和p
fm
同时被标记时，变迁t
j
使能带走这两个库所中托肯的同时发送一个新的托肯给库所p
m
；此时表示列车从第一支路区间进入线路交汇区间m，第二支路区间还是不允许列车进入，直到prt车辆出清第m列车区间后，第二支路区间才允许后续的prt车辆进入，对应在模型中为变迁t
m
使能发射后发送一个托肯给库所p
m+1
，同时会归还一个托肯给库所p
fs
。6.根据权利要求1所述的基于petri网的prt动态运行综合控制模型，其特征在于，所述prt线路模型包括至少三个站点，相邻所述站点之间为单向运行线路，所述prt线路还包括至少一个用于相邻车站中转的交汇枢纽。7.根据权利要求6所述的基于petri网的prt动态运行综合控制模型，其特征在于，所述prt线路模型包括第一站点、第二站点和第三站点，所述第一站点与所述第二站点通过第一线路连通，所述第二站点与所述第三站点通过第二线路连通，所述第三站点与所述第一站点之间通过第三线路连通，所述第一线路、第二线路、第三线路分别独立，三条线路之间构成闭合的环线，所述交汇枢纽位于闭合的环线之间。8.根据权利要求7所述的基于petri网的prt动态运行综合控制模型，其特征在于，所述交汇枢纽分别与每条线路形成交汇列车区间，所述交汇枢纽包括第一交汇区间、第二交汇
区间和第三交汇区间，所述第一交汇区间设置于第一线路与所述交汇枢纽之间，所述第二交汇区间设置于第二线路与所述交汇枢纽之间，所述第三交汇区间设置于第三线路与所述交汇枢纽之间。9.一种基于petri网的prt动态运行仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据已知的prt线路模型建立如权利要求1-8任一项所述的综合控制模型；步骤2：将所述综合控制模型用于prt线路模型的动态运行过程，进行prt被控单元模型的运行防护，当prt车辆发生故障不能顺利离开对应列车区间时，所述综合控制模型将实时将故障信息反馈至决策控制中心进行及时处理。10.一种将petri网进行prt线路动态运行过程的应用。

技术总结
本发明属于个人快速运输系统(PRT)工程技术领域，特别涉及一种基于Petri网的PRT动态运行综合控制模型、仿真方法及应用。包括第一Petri网运行模型、第二Petri网运行模型、PRT线路模型以及PRT被控单元模型；所述第一Petri网运行模型和所述第二Petri网运行模型分别基于PRT线路建立；所述PRT线路模型包括直行线路和交汇并线线路；所述第一Petri网运行模型基于直行线路建立，所述第二Petri网运行模型基于交汇并线线路建立；所述PRT线路模型包括若干个列车区间，每个所述列车区间只允许一列PRT车辆进入，所述综合控制模型用于对PRT车辆单元在所述PRT线路上的运行过程进行动态仿真模拟并且根据接收到的PRT车辆单元运行过程中的故障反馈进行调整排除障碍。故障反馈进行调整排除障碍。故障反馈进行调整排除障碍。


技术研发人员：王陆睎 朱明 陈德伟 王学林 刘立峰 杨岗 王利军 李娟 王坚强 谢宝军 张维 王凌
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2022/12/29