长安大学 信息工程学院 韩小龙

基于着色petri网的高速公路交通流建模与仿真

长安大学 信息工程学院 韩小龙

作为一种高级petri网，着色petri网是对经典petri网的拓展和延伸，其仿真工具CPN Tools支持功能强大的元语言（ML），扩展性比较强。

一、petri网的基本概念

1.经典petri网。经典petri网是由库所（place）、变迁（transition）和一组弧线（ares）组成的双向图。不同类型节点之间用弧线直接相连，同类型节点间则不能直接相连。本文，笔者用圆圈表示库所，用矩形形式表示变迁。经典petri网模型如图1所示。

图1 经典petri网模型

2.着色petri网。着色petri网通过不同的颜色对托肯进行分类，以实现系统的折叠和简化。着色petri网的颜色主要是针对托肯和库所设置的。

（1）通常把染色托肯分为几种类型，而把类型称为颜色。因此，可以把颜色看成是数据类型，对不同的属性的托肯赋以不同的颜色。在着色petri网中，一种颜色的托肯代表一类具有相同属性的元素；在经典petri网中，一个托肯只代表一个元素或资源。

（2）基本petri网的发射条件与着色petri网的托肯的发射条件是不相同的。在着色petri网中，在任意2个节点间的有向弧上，都表示一个相应的权值函数，每个权值函数明确地规定了相应的发射条件，包括变迁节点在其输人位置节点所应有的色点的颜色、变迁节点在完成发射后应清除的和应产生的色点的颜色等内容。

二、高速公路的路段模型

假设在某路段上设有出口和入口匝道。对该路段，以距离X为单位将该路段路段划分为N段，选取其中的i－1，i，i＋1段作为研究对象，而且i－1不是起始段，i－1也不是终点段。……