摘要：
决策系统在机器人等自动系统占据非常重要的位置。它将从其他输入设备中得到的各类输入进行量化，经过推理或计算，对机器人的下一步的行为进行反馈和影响。例如在无人车中，输入主要是周边环境和自身物理状态，行为反馈主要是行进方向和速度。模糊推理是不确定推理的一种。在人工智能技术开发中有重大意义。用于模糊推理的Petri 网(FRPNs)是Petri 网的重要分支，适用于知识表示和人工智能。本课题的研究内容正是使用模糊petri网对智能机器人进行分析和设计，使其行为反馈接近现实生活中的人的行为。
关键词：Petri；人工智能；模糊推理；
引言：
模糊推理系统又称模糊系统,是以模糊集合论和模糊推理方法等为基础，具有处理模糊信息能力的系统[7]。用于模糊推理的Petri网(FRPNs)是Petri网的重要分支，适用于知识表示和人工智能。Petri 网的图形化本质使规则表述更直观清晰，其数学基础便于用代数形式表达系统的动态行为，矩阵运算便于算法的实现和复杂度、收敛性的研究，具有较好的实时性[5]。Petri网作为数学建模和分析的常用工具，既有良好的数学分析功能，又有直观的图形界面，现已广泛应用于混合系统的研究[3]。模糊Petri网将信息的模糊性与不确定性融合到其中，使之更加符合人类的思维方式与认知习惯，被广泛应用于描述和分析复杂系统的并行和并发行为[2]。有关Petri网的应用场景，本文主要参考了自动驾驶、AUV、UAV、火灾风险评估方面的应用。而在微分Petri网的稳定性方面，论文[3]通过引入两类函数，利用关联矩阵的分块矩阵信息对DPN的稳定性进行分析，确定微分（连续）部分的切换情况。同时，进一步构造新的复合能量函数以研究整个DPN的稳定性。
不同方面的Petri应用：
首先是无人驾驶方面，参考的论文有[6][7][8][9]。在公路行车的过程中，路况随时都有可能改变。驾驶决策的准确性直接关系到道路交通安全。决策过程中,驾驶行为经常受到人、车、路、环境等多源信息的刺激和影响。由于信息处理能力有限，驾驶员对多源信息无法同时实现知识获取与表示,以致有时不能准确、快速地进行驾驶决策，易引发交通事故。因此,驾驶决策知识的自动获取与表示,对确保准确、快速地驾驶决策和道路交通安全至关重要。基于模糊神经网络的智能车辆自动驾驶系统充分利用模糊系统推理能力强和神经网络学习适应能力强的优点，提高传感器的灵敏度和整个系统的韧性，大大降低交通事故的漏报率和误报率，提高了汽车碰撞预警系统的可信度和可靠度[6]。在论文[6]与[7]中，虽然一个是自动驾驶分析另一个是车辆换道分析，推理系统的建立却有相似之处。特别是影响驾驶决策的因素，都是以前后车行驶速度与车距作为判断条件。而在实验仿真环节，两者之间有很大的区别。论文[6]在智能车上安装了雷达测速仪，采集目标车与前车信息，包括速度、加速度、车道等。同时采集了涵盖驾驶行为和驾驶环境在内的车外多源信息。之后拿样本数据对模糊神经网络训练得出结果。而论文[7]则是使用了真实的NGSIM数据。该数据具有一般代表性，数目也较为庞大，能较为准确的确保建立的车辆换道模糊推理系统的有效性和真实性。而论文[7]还指出了一个观点，即传统模糊推理系统有关环节如隶属度函数确定、规则库建立等很大程度上由专家经验法确定，而由于没有考虑数据内部关联性给推理结果带来较大误差[7]。这一点在研究中也是需要注意的。
论文[2]是利用模糊Petri网对地铁火灾风险评估。地铁作为大型地下建筑设施，具有封闭性强、空间狭隘、客流量大且集中、应急疏散困难等特点，一旦发生火灾损失十分严重。该文与其之前地铁火灾风险评估的研究进行了对比，本文提出基于动态变权模糊Petri网的地铁站火灾风险评估模型，以库所、变迁和有向弧组成的有向图来展示火灾发展的静态逻辑结构，同时，以托肯在库所之间的迁移来描述火灾演变与与推进的动态过程；通过对关键要素的动态赋权，合理反映其对火灾发展的贡献。对于安全状态评估，论文[2]使用了专家打分法。为了消除不同专家由于个人主观因素导致的评分差异，利用算数平均法对评分结果进行综合处理。在验证环节，该模型被用于评估成都某地铁站，得出该地铁站的风险等级为可接受，可以根据评估结果对薄弱环节采取针对性措施，降低火灾发生风险。
AUV与UAV的应用则是论文[4][5][10]。三者都是针对设备运行过程中遇到的不确定信息进行自主决策。论文[4]提出了一种不确定信息决策的WIFTCPN形式化建模方法，给出了顺序、并行等不同变迁触发类型下不确定时间延迟的直觉模糊推理规则，以及多属性不确定信息决策方面的WIFTCPN映射模型和加权直觉模糊决策方法，并利用CPN Tools辅助工具进行了形式化的建模、仿真应用和性能分析。实现了建模、仿真和验证的一体化，具有可操作、通用和层次化特点。
通过对以上论文的学习，能够了解到Petri网的主要应用范围就是知识表示和推理决策，目标就是在不确定环境下保证做出正确的决策。而以上论文的研究的方法有相似点也有不同点，更重要的是如何针对已有方法的改良、如何避开影响准确率的因素等等，进而提高成果质量。
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