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摘 要：结合医院病房监护系统的问题描述，给出了系统的监护流程图，在流程的基础上建立了相应的Petri网模型。最后对该模型进行可达性、安全性、有界性和活性四个主要的性质进行分析。
关键词：Petri网，病房监护系统，建模，分析
中图分类号：TP311.5 文献标志码：A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.06.025
Modeling and analysis of Hospital Sickroom Guardian System using Petri Nets
LI wen-xiang
(Department of Information Technology , Fujian International Business & Economic College, Fuzhou, Fujian, 350016)
【Abstract】Based on the description of the Hospital Sickroom Guardian System, the guardian flow chart is investigated in this paper. Then the Petri-Net model is established based on the flow. And the properties of this model—reachability , boundedness, safety and liveness are analyzed.
【Key words】Petri nets, Hospital Sickroom Guardian System, modeling , analysis
0 引 言
Petri网是一种适合于描述异步、并发、分布式计算机系统模型，具有严格的数学表达方式，也具有图形化的表达方式，有丰富的系统描述手段和系统行为分析技术 [1-2]。同时Petri网模型又可以用来对业务流程进行建模[3-5]。在文献[6-7]提出医院病房监护系统的问题描述基础上，本文首先给出了该系统的监护流程图，然后在流程图的基础上给出了该系统的Petri网模型，最后对该模型进行可达性、安全性、有界性和活性四个主要的性质进行分析。
1 基于Petri网的医院病房监护系统的设计与建模
1.1 问题的描述
文献[6-7]对医院病房系统的具体描述：各种病症监视器安置在每个病床旁，实时采集病人的组合病症信号（如血压、脉搏和体温等）并传送到中央监护系统进行分析处理。值班护士和医生可以通过中央监护系统对病人进行实时监控。监控系统实时将病人的病症信号与标准的病症信息进行分析比较，如果结果出现异常，则系统立即自动报警，并实时打印病情报告和更新病历，如若未出现异常，系统则定期自动更新病历，还可以根据医生要求随时打印病历报告。
1.2 病房监护的流程
病房监护流程是病房监护系统的主要流程，其具体步骤描述是[6-7]：（1）首先在终端监视器实时采集病人的病症信号；（2）对病症信号进行格式化操作并组合成病症信息；（3）将传送来的病症信息与标准病症信息库中的信息进行比较分析；（4）如果比较结果异常，监护系统则自动报警，同时打印病历报告以及更新病历库中的病历；（5）如果未出现异常，则定期更新病历。由于描述中的病历更新是病历库管理系统的一个子系统[6]、按医生和护士要求查询和打印病历报告的是系统另一个功能模块，为此本文忽略病历更新和查询打印的具体步骤。监护流程的流程图如图1所示。
上述描述给出了病房监控系统的Petri模型，根据文献[1]，对该Petri模型进行活性、可达性、和安全性做分析。
（1）可达性
对于Petri网模型JHPN，从初始标记向量M0开始出
发引发序列11 2 3 4 6 12 8 13TT TT T T TTσ=，可以达到一新的标记向量
1[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1]T
M =,记为011[MMσ>;或者引发序列21 2 3 4 5 7891011(||)TT TT TT T T T Tσ=（其中8910(||)T T T表示T8、T9、T10三个迁移并行执行），可以达到标记向量M1，记为
[1] 古天龙.软件开发的形式化方法[M].北京:高等教育出版社，2005,47-62
[2] 袁崇义.Petri网原理[M].北京:电子工业出版社.1998
[3] 艾萍，施展.业务建模技术综述[J].计算机应用与软件，2012，29(7):127-132
[4] 栾文静,杜玉越.基于逻辑Petri网的图书馆借阅系统的建模与分析[J].系统仿真学报，2009，20 (8):82-85
[5] 叶玉全，卜英勇,罗柏文,黄剑飞.基于Petri网采购业务流程建模及仿真优化[J].计算机应用，2009,29(10):2871-2874
[6] 许家珆等.软件工程——理论与实践[M].第2版.北京:高等教育出版社，2009
[7] 施庆平.基于UML医院病房监护系统的分析与设计[J].计算机系统应，2007,16(2):61-63
关键词：Petri网，病房监护系统，建模，分析
中图分类号：TP311.5 文献标志码：A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.06.025
Modeling and analysis of Hospital Sickroom Guardian System using Petri Nets
LI wen-xiang
(Department of Information Technology , Fujian International Business & Economic College, Fuzhou, Fujian, 350016)
【Abstract】Based on the description of the Hospital Sickroom Guardian System, the guardian flow chart is investigated in this paper. Then the Petri-Net model is established based on the flow. And the properties of this model—reachability , boundedness, safety and liveness are analyzed.
【Key words】Petri nets, Hospital Sickroom Guardian System, modeling , analysis
0 引 言
Petri网是一种适合于描述异步、并发、分布式计算机系统模型，具有严格的数学表达方式，也具有图形化的表达方式，有丰富的系统描述手段和系统行为分析技术 [1-2]。同时Petri网模型又可以用来对业务流程进行建模[3-5]。在文献[6-7]提出医院病房监护系统的问题描述基础上，本文首先给出了该系统的监护流程图，然后在流程图的基础上给出了该系统的Petri网模型，最后对该模型进行可达性、安全性、有界性和活性四个主要的性质进行分析。
1 基于Petri网的医院病房监护系统的设计与建模
1.1 问题的描述
文献[6-7]对医院病房系统的具体描述：各种病症监视器安置在每个病床旁，实时采集病人的组合病症信号（如血压、脉搏和体温等）并传送到中央监护系统进行分析处理。值班护士和医生可以通过中央监护系统对病人进行实时监控。监控系统实时将病人的病症信号与标准的病症信息进行分析比较，如果结果出现异常，则系统立即自动报警，并实时打印病情报告和更新病历，如若未出现异常，系统则定期自动更新病历，还可以根据医生要求随时打印病历报告。
1.2 病房监护的流程
病房监护流程是病房监护系统的主要流程，其具体步骤描述是[6-7]：（1）首先在终端监视器实时采集病人的病症信号；（2）对病症信号进行格式化操作并组合成病症信息；（3）将传送来的病症信息与标准病症信息库中的信息进行比较分析；（4）如果比较结果异常，监护系统则自动报警，同时打印病历报告以及更新病历库中的病历；（5）如果未出现异常，则定期更新病历。由于描述中的病历更新是病历库管理系统的一个子系统[6]、按医生和护士要求查询和打印病历报告的是系统另一个功能模块，为此本文忽略病历更新和查询打印的具体步骤。监护流程的流程图如图1所示。
上述描述给出了病房监控系统的Petri模型，根据文献[1]，对该Petri模型进行活性、可达性、和安全性做分析。
（1）可达性
对于Petri网模型JHPN，从初始标记向量M0开始出
发引发序列11 2 3 4 6 12 8 13TT TT T T TTσ=，可以达到一新的标记向量
1[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1]T
M =,记为011[MMσ>;或者引发序列21 2 3 4 5 7891011(||)TT TT TT T T T Tσ=（其中8910(||)T T T表示T8、T9、T10三个迁移并行执行），可以达到标记向量M1，记为
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[2] 袁崇义.Petri网原理[M].北京:电子工业出版社.1998
[3] 艾萍，施展.业务建模技术综述[J].计算机应用与软件，2012，29(7):127-132
[4] 栾文静,杜玉越.基于逻辑Petri网的图书馆借阅系统的建模与分析[J].系统仿真学报，2009，20 (8):82-85
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[6] 许家珆等.软件工程——理论与实践[M].第2版.北京:高等教育出版社，2009
[7] 施庆平.基于UML医院病房监护系统的分析与设计[J].计算机系统应，2007,16(2):61-63