基于行为Petri网的业务系统变化域分析方法及应用研究

The change region in business system is potential and easily causing the inconsistency region. So, the trustworthiness analysis of business system from the perspective of change region of business model is also the one of ways to solve the trusted management of business system. At present, few researchers begin to study change region of system (or vulnerabilities). Most of them mainly pay attention to detecting and analyzing some properties of deadlock of business model in system. However, when deadlock doesn’t exist and changes appear under some environment in the system, these researches can’t deal with them effectively. The objective of the project is to improve the trustworthiness of business system, and take to analyze the behavioral consistency of business system interaction as the core, we present an analyzing method of the interaction consistency based on behavioral Petri net and behavioral profile. In addition, considering the role of data flow, analysis of interaction consistency of the business models after merging control flow and data flow is proposed. In the case of inconsistency, the mechanism research of generation and propagation change of business model is given. Based thereon, this project studies the locating of change region of model and the analyzing of responsibility, laying the foundation for researching related methods about controlling change region. Through researches of this project, in order to ensure behavior predictability and data consistency of business system running under open environment, the trustworthiness of business system can be improved from both control flow and data flow for realizing the trusted management of business system.

业务系统的变化域是潜在的、易导致系统出现非一致性的区域，从流程模型变化域的角度来分析业务系统可信性，也是解决业务系统可信管理的关键点之一。目前已有少量学者开展系统变化域（或脆弱点）分析研究，大部分方法主要关心业务系统模型的死锁检测及某些性质分析，这些研究对于系统无死锁而在有些环境下出现变化的情况无法有效处理。本项目以提高业务系统的可信性为目标，以分析业务系统交互行为一致性为核心，基于行为Petri网和行为轮廓方法来研究业务系统交互行为一致性分析方法，并针对数据流作用下的情况，研究融合控制流和数据流的业务流程交互一致性分析方法。在非一致情况下，研究流程模型变化产生及传播机理，以此为基础研究模型变化域定位及责任分析，为研究相关的变化域控制方法奠定基础。通过本项目的研究，以保障业务系统在开放环境下运行时的行为可预期性、数据的一致性，从行为和数据两方面提高业务系统的可信性，实现业务系统的可信管理。

在国家自然科学基金的资助下，本项目主要围绕业务系统变化域分析方法及其应用展开研究。主要贡献体现在四个方面：（1）研究了基于行为Petri网的业务系统模型构建与分析方法。包括提出了基于行为Petri网的E-Health系统的业务流程建模和优化方法，基于Petri 网动态切片的业务系统最小变化域的分析方法，以及提出了基于Petri 网行为轮廓的生物计算系统建模及模块（module）的识别方法。（2）研究了交互业务流程的变化域分析方法。包括提出了基于Petri网行为和结构相似性度的业务流程变化域分析方法，基于Petri网弱行为轮廓的业务流程模型变化域优化分析方法，以及基于Petri 网的业务系统声誉的一致性分析与强控制方法。（3）研究了相关变化域传播模型及控制方法。包括提出了基于Petri网行为包含和行为继承的业务流程变化域传播分析方法，基于行为包含查询业务流程模型的变化域优化控制方法，以及在数据约束下的业务流程模型变化域分析方法。（4）面向可信管理的业务系统变化域应用研究。提出了基于行为Petri网的E-Health系统的业务流程建模和变化域控制优化方法，并研制面向电子交易系统的行为一致性分析工具。.项目组开展了卓有成效的工作，在国内外高质量学术期刊上发表论文31篇，其中SCI刊源5篇，EI5篇，中文核心8篇，部分论文在《Knowledge-Based Systems》、《Computers & Mathematics with Applications》、《Basic&Clinical Pharmacology &Toxicology》、《Boletín Técnico》、《计算机学报》和《电子学报》等重要学术刊物上发表，在国际会议上发表论文2篇，相关成果获2016年度安徽省科技进步（自然科学类）三等奖１项。获批软件著作权2项，申请国家发明专利5项（已授权１项）。项目组承办第十五届全国Petri网理论及应用学术会议１次。培养青年教师２人，毕业硕士生3人。