，观察者传感器等性 质。
[0032] 根据事件的分类，简单事件表示为Es，融合事件表示为Ef，复合事件表示为Ec。对 于一个事件消息来说，所包含的属性值并非同等重要，不同的属性对事件实时性的要求也 各不相同，因此需要通过属性权重来体现事件的实时性要求。这里假设各个属性的权重已 知。各个属性对事件的贡献度表示为g(pi)，事件的权重值则由以下公式计算：
基于事件的权重值算法简述如下：
本文为了解决CPS固有属性的要求以及对系统模型实时性的保证，针对经典Petri网中 的问题集成Petri网与时间Petri网，同时加入空间因素设计出混成时空Petri网，用于CPS 实时事件模型的描述与分析。
[0033] 混成时空Petri网还必须具备许多新属性才能对CPS进行建模。
[0034] (1)物理实体在时空Petri网中抽象为系统资源，因此可以用令牌的形式来表示物 理实体。传统的Petri网只有一种令牌，混成时空Petri网必须对令牌进行分类，对于不同类 型的物理实体需要用不同类的令牌来表示，并以一定的形式表示物理实体的存在。
[0035] (2)混成时空Petri网必须能够表示物理实体所处的位置区域，这是引入空间因素 最基本的要素。物理实体与计算单元不同，位置随着时间推移并不固定，必须按照指令到达 目的地进行操作。
[0036] (3)混成时空Petri网必须能够正确描述物理实体的移动过程，物理实体在混成时 空Petri网中以令牌的形式表示，则可以通过令牌的转移来描述物理实体的移动过程。同时 Petri网具备描述并发系统的能力，能够描述多个物理实体的并发移动过程。
[0037] (4)混成时空Pe tr i网必须能够表示离散变量的变化。Pe tr i网能够描述、分析确定 性离散时间，混成时空petri网在这个基础上增加了对离散变量变化的描述，更好的应用在 CPS的模型实例中。
[0038] 通过分析以上四个问题，对于Petri网进行拓展，最后得到混成时空Petri网模型。
[0039] 定义一个混成时空Petri网（Hybird Spatial-Temporal Petri Net)为一个八元 组： HSPN=(S，T，F，MO，xo，f，I，A) S用来表示有穷、非空库所集，表示为圆形节点。
[0040] T用来表示有穷、非空变迀集，表示为方形节点。
[0041] F用来表示库所与变迀之间的有向弧集合。
[0042] Μ用来表示变迀过程中令牌在各个库所的分布情况，M0表示HSPN中的令牌初始分 布状况。
[0043] X用来表示HSPN中连续变量，χο表示初始的连续状态矢量。
[0044] f用来表示定义在库所集上的连续变量的向量场。
[0045] I用来表示定义在变迀上的时间区间函数，[tl，t2]表示变迀即事件完成的时间要 求。
[0046] A用来表示定义在库所集上的空间位置信息，可以用区域信息或坐标信息表示。
【附图说明】
[0047]图1为CPS体系结构示意图。
[0048]图2为医疗控制系统场景图。
[0049] 图3为医疗控制系统HSPN图。
【具体实施方式】
[0050] 采用医疗系统中的病房管理部分作为实例环境，在医疗系统中，必须时刻监控病 人的各项生理指标以及系统所控制范围内的医护人员状态，当病人处于危险状态时能够及 时调动医生或护士为需要的病人提供帮助，这里设计医疗控制系统来体现混成时空Petri 网在实际实例中的应用。
[0051] 医疗控制系统中可以通过对应的传感器设备及时的感知到系统中的医疗设备，病 人，医生以及护士的位置及状态信息，用于实时监控整个系统。医疗控制系统的场景附图2 所示： 这个系统中的物理实体分别有病人，医生，护士，医疗设备。而对应的传感器设备则属 于传感器实体类，关于传感器实体类可形式化表示为Sensor (Sensor i，CP( state，Area， move，stop)，0P(coordinate))〇
[0052] 病人，医生，护士和医疗设备则属于一般物理实体类，形式化表示为Thing (Thingi，CP(state，Area，move，stop)，0P(coordinate))〇
[0053] 其中，state表示物理实体的状态信息，Area表示物理实体所处的地理位置，在实 例中用〇，1，2，3，4，5分别表不服务中心和五个病房的区域位置信息。coordinate表不物理 实体的行为协调信息。
[0054]各个物理实体分别定义为： 传感器实体： (sensori,Sensor,EP(work,close,low battery,Area,move),E0P(coordinate),HT) 病人实体： (pati,Thing,EP=(rest,need doctor,need nurse,Area,move),E0P(coordinate), HT) 医生实体： (doci,Thing,EP=(idle,treatment,Area,move),E0P(coordinate),HT) 护士实体： (nuri,Thing,EP=(idle,busy,Area,move),E0P(coordinate),HT) 医疗设备实体： (med i,Thing,EP=(work,close,Area,move),E0P(coordinate),HT) 其中EP为具体物理实体的属性集合，HT为医疗控制系统物理实体混成时空Petri网模 型。
[0055]在医疗控制系统中，所有实体具有动态移动性，他们各自属性中有位置信息，其中 病人的状态受众多因素的影响，因此设计为一个连续变量xil，i为病人的ID，定义70为一个 预警值，当xil低于或等于70时，病人身边需要一位医生或一位护士。定义50为危险值，当 xi 1低于或等于50时必须在t时间内得到医生和护士的治疗。系统中五个病房中的传感器可 以发送各自区域的信息给服务控制中心，而服务中心也会根据传送来的信息分别发送控制 信息给每个病房的传感器，同样也可以发送信息给系统中的医生护士以及病人。
[0056]医疗控制系统中的一个服务控制中心和五个病房区域分别对应S0到S5六个库所。 以S0表示服务控制中心，S1-S5分别表示1到5号病房区域，系统中的令牌初始分布状况如图 3所示，S0到S5六个库所的令牌分布情况分别表示为： 传感器令牌分布： sensor (1，1，1，1，1，1) 病人令牌分布： pat (0，1，1，1，1，1) 医生令牌分布： doc (1，1，1，1，0,0) 护士令牌分布： nur (3,0，1，1，1，0) 医疗设备令牌分布： med (1，1，1，1，1，1) 通过分析得到医疗控制系统的混成时空petri网模型如附图3所示，在该实例模型中假 设所有事件属性中代表实时要求的权重值已知，即实例图中所有变迀上所关联的时间要求 已知。
[0057] 在医疗控制系统模型运行中，服务控制中心会向所有的病房区域发送汇报信息的 控制命令，即产生一个群询的事件，然后每个病房区域向中心发送各自区域的令牌分布状 况。这里假设5号病房的传感器发现病人状态值低于70,然后传感器检测到5病房区域内没 有医生或护士，同一区域内两个事件融合产生一个融合事件Ef(warn5)，中心接收事件后优 先调用服务中心里处于idle状态的医生设置move目标为5号病房。该医生得到控制命令后 立刻赶到5号病房，待病人状态值上升到70以上后危险警告解除。这时假设4号病人的状态 值急剧下降到50以下，传感器感知到4病房区域内没有医生，同一区域内的两个事件融合产 生融合事件Ef(danger4)，并发送调用医生的事件到服务中心，此时中心处已没有空闲医 生，控制中心查看所有医生的位置属性和状态信息，立即向合适的医生发送move命令，move 目标为4号病房，待病人状态稳定后，危险状态解除。由于医疗系统特殊的安全性要求，因此 在实例系统中病房区域之间也能够产生调用令牌信息的事件。
[0058]