Petri网在报废汽车影响因素研究中的应用

侯建

（长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春 130013）

Petri网在报废汽车影响因素研究中的应用

侯建

（长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春 130013）

随着汽车保有量的增加，报废汽车的数量不断扩大，这既存在安全隐患，又对环境造成不良影响。本文对汽车产品生产、销售、使用、报废、回收及再利用过程的全生命周期的资源利用过程进行分析, 确立了汽车再生资源利用系统各变量之间的因果关系，进而建立了报废汽车动态模型，利用系统动态学方法建立了汽车再生资源因果关系图和流量存量图；使用Petri网相关理论，建立了报废汽车量Petri网模型。根据模型对报废汽车量的相关影响因素，结合报废汽车的生命周期进行分析，得出了影响汽车报废量的七个主要因素。

报废汽车量；Petri网 ；影响因素

随着汽车保有量持续增长，报废车辆数量也快速增加，由此带来的环境资源问题日益严峻。因此，对报废汽车建立一套完整而合理的预测回收利用体系迫在眉睫。报废汽车回收拆解再利用是合理利用和节约资源、保护环境的重要渠道，是我国实现经济可持续发展的重要措施。

1 研究现状

目前，对于汽车报废量预测采用估算的方法，按全国汽车保有量的5%～8%来进行估算，但是这个方法忽略了其他因素对汽车报废量的协同影响；相关部门在对汽车报废标准规定了报废年限的同时，也对延缓报废进行了规定，所以直接根据报废年限来对报废汽车数量预测进行预测的过程中，存在严重偏差。

Andersen以人口数量、人均汽车保有量等数据和汽车生产日期分布为因素，确定了欧盟国家报废汽车基线预测量方法。

Mahdi Mahmoudzadeh，对报废车辆逆向物流网络进行设计，实现网络总成本最小化。金晓红，储江伟等确立了汽车报废系统各变量之间的因果关系；利用系统动态学方法建立和分析了汽车报废系统流图。李文丽分析了各种回收模式的利与弊，建立了回收模式评价指标体系 。

2 Petri网概述

经典的Petri网是简单的过程模型，由库所、变迁和有向弧等元素组成的。Petri网是系统建模的重要工具，主要用于设计和分析系统，其特点是着眼于模型内产生的变化、变化产生的条件、变化的影响以及变化间的关系等。

定义1：一个Petri网可以用一个五元组来表示，PN=（P，T，I ，O ，M0），

其中：

P={P1，P2，…，Pn}表示库所(Place)的有限集合，n≥0。

T={t1，t2，…，tm}表示变迁(Transition)的有限集合，m≥0。

I ：P×T →N[“×”是两集合(空间)的笛卡儿乘积运算，“N”代表零和正整数集]前集(Pre set)函数，代表从库所到变迁的弧。

O： T×P →N则是后集(Post set)函数，代表从变迁到库所的弧，与I相反。

M0：是初始标识(Marking)，一个带有初始标识的网用(PN ,M0)表示。

定义2：一个Petri网PN的标识(Marking)是一个函数向量M： P →N。

定义3：I（ Pi， tj）表示库所Pi到变迁tj的有向弧连接，且I（ Pi， tj）=K表示该弧的权系数值为K，类似的O（ Pi， tj）表示从变迁tj到库所Pi的有向弧连接，其值为权系数，等于零表示不存在有向弧连接。

工作流语言与Petri网的对应关系如图1所示。

Petri 网具有足够丰富的表达能力，串行结构、选择结构和并行结构，如图 1所示，这些原语被无歧义地映射成 Petri 网的表达形式。图中以变迁表示实际的活动，而库所则表示活动发生的因果关系，即条件。

3 报废汽车Petri网模型的建立

依据影响汽车报废量的主要因素，通过这些因素对报废汽车进行Petri网模型的建立。

图1 工作流语言与Petri网对应关系

定义PN=（P, T ,I ,O ,M0），其中P={P1,P2,….P14}是库所的有限集合，n≥0。P1=城镇居民收入；

P2=旅客周转量；

P3=公路货物周转量；

P4=汽车需求量；

P5=汽车产销量；

P6=汽车销售量；

P7=汽车生产量；

P8=汽车保有量；

P9=报废速度；

P10=汽车报废量；

P11=汽车电子技术的发展；

P12=国民生产总值GDP；

P13=生产速度；

P14=原材料的使用。

T={t1,t2,…,t8}是变迁(Transition)的有限集合，t1=居民消费；

t2=旅客周转；

t3=公路货物周转；

t4=汽车供求比；

t5=汽车销售；

t6=汽车报废；

t7=汽车维修；

t8=产品生产。

I ：P ×T →N，N=15。

O： T ×P →N，N=10。

则PN=（P, T ,15 ,10 ,M0）。

我们可以分析出城镇居民收入P1促进城镇居民消费t1进而促进汽车需求量P4，旅客周转量P2通过旅客的不断周转t2促进汽车需求量P4，同样公路货物周转量P3通过公路货物周转t3促进汽车需求量P4。

汽车需求量P4通过汽车供求比t4促进汽车销售量P6，于此同时汽车销售量P6促进汽车供求比t4。汽车销售量P6通过汽车销售t5促进汽车保有量P8，而汽车保有量P8和汽车报废速度p9共同促进了汽车的报废t6。

汽车电子技术的发展P11通过促进汽车维修水平t7进而减少汽车报废量P10。相应的，国民生产总值P12、生产速度P13和原材料的使用P14共同促进产品的生产t8，影响生产速度P13，进而影响汽车供求比t4。

通过对以上影响因素的分析比较，可以得出结论：对汽车报废量有影响的七个主要相关因素分别为：国内生产总值、城镇居民收入、汽车产量、汽车销量、汽车保有量、公路货物周转量以及旅客周转量。

4 结语

本文在总结目前现行报废汽车的影响因素分析方法基础上，分析Petri网建模规则和特点，并进行Petri网在报废汽车领域的应用性分析，构建了报废汽车影响因素Petri网模型。对报废汽车生命周期的深入分析，根据所建立的模型，确定影响汽车报废量的七个因素。

[1]Andersen・F・M,Larsen H・V,Skovgaard M・A European model for the number of end-of-life vehicles[J]．International Journal of Automotive Technology and Management，2007，7 (4):343～355.

Massimiliano Mazzanti，Roberto Zoboli Economic instruments and induced innovation: The European policies on end-of-life vehicles [J].Ecological Economics .2006,58 (2): 318～ 337.

[2]金晓红，储江伟，张铜柱，等.报废汽车动态学建模及预测分析[J].交通与计算机，2008,26 (05): 23～ 25.

[3]李文丽，潘福林.我国废旧汽车回收模式选择探析[J].物流科技，2009,3:39～41.

[4]倪小东，李人厚.基于着色Petri 网的协调策略建模研究[J].西安交通大学学报，2001, 35(10):1004～1007.

[5]赵艳丽.面向临床路径的分层赋时着色Petri 网建模及优化调度方法研究[D].上海交通大学，2010.

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