操作相关的程序结构分 别识别为时间特征模型中的开始节点、分支节点、分支段、汇聚节点和结束节点。
[0042] 3)利用识别出的各个元素描述获取任务时间特征并生成所述时间特征模型。
[0043] 通过以下实施例对火车通过铁路与公路交叉口问题进行说明。
[0044] 火车通过铁路与公路交叉口问题描述了火车在护栏控制系统和护栏的帮助下通 过交叉路口的场景。如图3为火车通过铁路与公路交叉口问题的示意图。当火车到达A处 时，护栏控制系统获得信号，然后控制系统在1个时间单位内向护栏发出降下信号，门在接 收到信号后1个时间单位内关闭门。火车通过D时，护栏控制系统获得离开信号，并在1个 时间单位内向护栏发送升起信号，护栏收到信号后2个时间单位内打开。同时要求火车从 A点到达D点的时间不能超过4个时间单位。
[0045] 如图2为本发明时间特征模型建模方法的示意图。以下结合图3阐述火车通过铁 路与公路交叉口验证案例的具体实施步骤：
[0046] 步骤301，提取火车通过交叉路口验证案例中的火车任务、护栏控制任务和护栏任 务，并将各个任务的实时性要求映射成本发明提供的时间特征模型中的时间约束，具体实 施如下：
[0047] (1)火车任务（Train):在A处向护栏控制系统发送arrive信号，使用任务延迟 表示通过B和C之间路段，并在到达D处后，向护栏控制系统发送leave信号。火车任务 执行到A和B之间有时间约束φ ( Train+1 )大于30tick ;执行到A和D之间有时间约束 Φ (Train_2)小于60tick。设定火车任务为周期性任务。
[0048] (2)护栏控制任务（Controller):护栏控制任务在接收到火车任务的arrive信号 后向护栏发送down信号，在接收到火车任务的leave信号后向护栏发送up信号。护栏控 制任务在接收到信号后到发出信号之间有时间约束φ (Coiitmller)小于I5tick。
[0049] ⑶护栏任务（Gate):护栏任务在接收到down信号后，执行放下操作，在接收 到up信号后，执行升起操作。护栏任务有接收到down信号到关闭护栏之间有时间约束中 (Gate_l)小于15tick ;护栏任务有接收到up信号到打开护栏之间有时间约束cp(Gate_2) 小于 30tick。
[0050] 步骤302,根据本发明公开的时间特征模型，将上述三个任务中与耗时操作相关 的程序结构分别识别为时间特征模型中的开始节点、分支节点、分支段、汇聚节点和结束节 点，具体实施如下：
[0051] (1)任务中的始节点和结束节点的识别
[0052] 抽取任务的开始点作为所述模型的开始节点；抽取任务的结束点作为所述模型的 结束节点。
[0053] (2)任务中分支节点和汇聚节点的识别
[0054] 将上述三个任务中任意两条或多于两条执行路径不重合段的开始点作为分支节 点；上述三个任务中任意两条或多于两条执行路径不重合段的结束点作为汇聚节点。
[0055] (3)任务中分支段的识别
[0056] 根据开始节点、结束节点、分支节点和汇聚节点，将任务划分为一个或多个所述分 支段，并根据是否实际运行，分别标识为任务实际运行耗时段和非运行耗时段。
[0057] 火车任务没有分支节点，所以只有一个分支段；护栏控制任务有一个分支节点，所 以有三个分支段；护栏任务有一个分支节点，所以有三个分支段。
[0058] 其中火车任务的任务非运行耗时段有发送arrive消息，任务延迟，发送leave消 息；护栏控制任务的任务非运行耗时段有接收arrive消息，发送down消息，接收leave消 息，发送up消息；护栏任务的任务非运行耗时段有接收down消息，接收up消息。
[0059] 步骤303,利用识别出的各个元素描述获取任务时间特征并生成所述时间特征模 型，具体实施如下：
[0060] 为了描述需要获得的数据，使用二元组<t，x>来表示，t表示获得的时间戳，X表 示时间戳添加位置。以<t，Start〉表示任务开始节点的触发时间，<t，Finish〉表示任务 结束节点的触发时间，<t，n b>表示分支节点的触发时间，<t，η)表示汇合节点的触发时间， <t，〇. begin〉表示任务非运行耗时段的开始时间，<t，〇. end〉表示任务非运行耗时段结束 时间，<t，e. begin〉表示任务实际运行耗时段的开始时间，<t，e. end〉表示任务实际运行耗 时段的结束时间。
[0061] 如果用dt表示任务非运行时间、st表示任务实际运行时间、et表示任务总运行时 间，可知：
[0062] 任务开始时刻为：<t，Start〉；
[0063] 任务结束时刻：〈t，Finish〉；
[0064] 任务分支时刻为：<t，nb> ;
[0065] 汇聚时刻为：<t，nf> ;
[0066] 任务实际运行时间
[0067] 其中，z为对应任务的任务执行路径中任务实际运行耗时段的个数；
[0068] 任务非运行时间：
[0069] 其中，y为对应任务的任务执行路径中任务非运行耗时段的个数；
[0070] 任务总运行时间 ；θ? - st+dt〇
[0071] 图4是火车任务的时间特征模型示意图，图5是护栏控制任务的时间特征模型示 意图，图6是护栏任务的时间特征模型示意图。上述三个图中均展示了对应任务从开始到 结束的执行过程与时间约束的关系，可以通过获得的模型来对相应的任务的时间特征进行 分析，进一步为保证任务的实时性提供基础时间信息。
[0072] 本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
[0073] 应该指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不能因此而认为是 对本发明的保护范围的限制，在不脱离本发明的核心思想的所有等效改进和润饰，均属于 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种时间特征模型，其特征在于：所述时间模型的三要素为任务状态节点、分支段 和时间约束；其中，分支段可划分为任务实际运行耗时段和任务非运行耗时段两部分，它能 够连接任意两个任务状态节点；通过所述任务状态节点将任务中所有分支段连接起来构成 模型的主要部分，所述时间约束是约束一个或多个所述分支段的执行时间需要满足的时间 范围。2. 根据权利要求1所述的时间特征模型，其特征在：所述任务状态节点包括开始节点、 结束节点、分支节点和汇聚节点。3. 根据权利要求1所述的时间特征模型，其特征在于：所述分支段包括任务实际运行 耗时段和任务非运行耗时段。4. 根据权利要求1所述的时间特征模型，其特征在于：所述任务的时间约束是对任务 的实时性要求反应到所述模型中的表述。5. -种实现权利要求1-4所述的时间特征模型的建模方法，其特征在于：实现步骤 为： (1) 提取目标系统中所有的任务，并将各个任务的实时性要求映射成时间特征模型中 的时间约束； (2) 根据时间特征模型，将所述任务中与耗时操作相关的程序结构分别识别为时间特 征模型中的开始节点、分支节点、分支段、汇聚节点和结束节点； (3) 利用识别出的各个元素描述获取任务时间特征并生成所述时间特征模型。
【专利摘要】本发明公开了一种时间特征模型及其建模方法，该模型包含三要素：任务状态节点、分支段和时间约束。其中，分支段可划分为任务实际运行耗时段和任务非运行耗时段两部分，它能够连接任意两个任务状态节点；任务分支段包括开始节点、分支节点、汇聚节点和结束节点；时间约束是一个或多个分支段执行时间所需满足的时间范围，通过时间约束，将任务的实时性要求添加到所述的模型中，更加清晰和准确地刻画了任务的时间特征。
【IPC分类】G06F9/44
【公开号】CN105260188
【申请号】CN201510696815
【发明人】康一梅, 张浩中, 吴志伟
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月24日