网络化离散事件动态系统监控理论研究

近些年来，网络通讯技术的迅速发展使得许多复杂工程系统具有设备分布式布置、高度网络化集成等特征。通讯网络促成的系统集成能够带来诸多技术上的优势和潜在效益，但是监控问题不再仅取决于物理对象的运行动态，计算资源的运算能力和监控算法，而且与系统各设备单元间的通讯密切相关，现有的离散事件动态系统监控理论无法满足这些复杂工程系统的监控需求。为此本项目将对融合网络通讯特征的网络化离散事件动态系统监控问题展开全面深入的研究：建立基于自动机/形式语言模型的网络化离散事件动态系统模型；探究通讯对网络化离散事件动态系统信息获取的作用机理；进一步展开网络化离散事件动态系统监控器综合研究；最后讨论通讯优化问题，以期最有效地利用传感器和通讯网络资源。这一项目的实施旨在得到一套系统化的网络化离散事件动态系统监控理论，为实际生活中诸多具有设备分布式布置、高度网络化集成等特征的复杂工程系统的监控提供理论依据和解决方案。

本研究项目的成果包括两方面的内容：1）确保可观性的最小通讯策略；2）网络监控器存在的充要条件。在第一方面，研究表明可观性是可测性的一种特殊情况。在确保可测性的前提下，推导获得了监控器与传感器间的最小通讯策略，并且得到了该策略的在线实现算法。这些算法具有多项式的计算复杂度。在第二方面，我们从安全性的角度分析了存在网络延时和丢包情况下受控系统的语言特征并定义了受控系统的语言，得到了网络监控器存在的充要条件这一重要结论：对于离散事件动态系统和要求的安全行为（用语言K表示），存在相应的网络监控器使得受控系统的语言满足要求当且仅当K是网络可控的和网络可观的。