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让机器的世界“不上锁”
——记浙江省杰出青年项目获得者浙江工商大学王寿光教授

发布时间:2018-06-29 阅读数:1890

工作中,当我们打开电脑运行一个程序,忽然出现了“死机”的状态,这样的场景想必很多朋友都遇到过。生活中,某一个路口的交通信号灯出现故障,轻则引发交通混乱,严重的可能会酿成交通事故。生产中,工厂的智能生产线正在加工产品,由于前期设置不当,导致了产品的生产效率降低,机器的使用效能不能最大化的发挥出来。以上三个不同的场景看似没有什么关联性,但对于浙江工商大学信息与电子工程学院的王寿光博士来说,他们都有着同样的病症——“死锁”,而他多年来所从事的科研工作就是如何让机器的世界“不上锁”。

所谓死锁”是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,如果缺乏有效的调度和控制方法,死锁现象随即发生,系统中的任务会被永远阻塞而无法完成。例如,如果线程A锁住了记录1并等待记录2,而线程B锁住了记录2并等待记录1,这样两个线程就发生了死锁现象。在计算机系统中,更常见的可能是程序员写的程序有错误等,则导致了进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。因为死锁而造成的整个或者部分系统的停顿,不仅降低了生产效率,而且可能造成重大的人身伤害及经济损失。目前,随着工业自动化程度的日益提高,离散事件系统中的死锁问题已经成为科研人员关注的热点。

目前死锁控制的一个重要的方法是信标控制法,信标控制法的基础是信标可控性的定义。对于普通Petri网,已有一个完善的信标可控性定义,而对于一般Petri网,这方面的工作还需改进和完善。为了解决这一世界级的难题,王寿光于2014年申报了浙江省自然科学基金杰青项目——“Petri 网信标计算及可控性研究”,并获得资助。在授课之余,组建起近十人的研究团队,并将主要的精力都放在了科研上。

系统资源不足、运行推进的顺序不合适、资源分配不当,王寿光首先从产生死锁的原因入手,提出了从特殊到一般、从简单到复杂的研究思路,从信标计算和信标可控性两大方面展开研究,重点解决基于信标的死锁控制问题主要需要处理好控制器计算效率、控制器结构复杂性及受控网行为许可性三大问题。


         


在这张图表上,该项目的总体研究思路一目了然。王寿光说,信标计算的复杂性与控制器计算效率密切相关,计算效率的高低直接影响研究的成果。如果每个状态一个一个去找、去试,不可行!找到一个快速的算法,是研究的难点所在。经过反复的试验、论证,王寿光和团队成员花费了几年的时间,终于提出的新算法,大大减少了问题分解的次数,提高了分解速度,而这项研究在国际学术界引起了较大的反响。Petri网研究领域的最著名专家之一、信标可控性概念提出者、法国国立巴黎工艺技术学院的KamelBarkaoui教授也对王寿光高度评价,称赞他是监控领域的离散事件系统的一位顶尖的研究人员,特别是在Petri网理论和应用方面,做出了重要的贡献。


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在浙江省自然科学基金的资助下,研究取得了大量开创性的成果并体现了很好的实际应用价值,目前已发表录用论文十多篇,其中Top期刊7篇,其它SCI论文3 篇,一级论文2 篇,国际权威会议论文3篇(IEEE Conference on Decision and Control一篇,IEEE International Conference on Robotics and Automation二篇),同时,基金资助了多名硕士生,并与校外多名博士生导师合作指导多名博士生,为学校培养和锻炼了一批人才,对学科的发展起到了积极地促进作用。

王寿光向我们介绍,下一步他和团队将会致力于研究成果与生产实践的紧密结合,积极与制造企业合作,开发切实可行的死锁预防控制软件,进一步提高制造企业的自动化水平和市场竞争力,从而推动我省制造业的发展。


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虽然得到了国际知名学者的认可,但光环下的王寿光依旧低调和谦虚,他坦言,在浙江工商大学执教的十多年的时间里,看着一拨又一拨的学生从这里汲取知识,长大成人,奔赴各地,成为行业中的佼佼者,这是作为一名教师付出的最好回报。教学的动力来自于学生、研发的灵感也来自于学生。让学生的明天更美好、让机器的世界“不上锁”,王寿光始终如一地热爱着这份工作,并将在三尺讲台上继续发光发热,在科研的蓝海中继续翱翔。

 

资料链接:


王寿光,副教授,博士。现任系统控制与建模研究院院长。省杰出青年基金获得者、省中青年学科带头人、IEEE高级会员、中国计算机学会高级会员。2005年至今,在浙江工商大学信息与电子工程学院任教。近年来主要从事离散事件系统监控理论、Petri网理论与应用、电工与电子技术、单片机等领域的教学与科研。最近几年主持国家自然科学基金两项、省自然科学基金三项,其中一项为省杰青,一项被评为“十一五”100项浙江省自然科学基金优秀项目。近年来发表50多篇被EISCI收录的论文,其中IEEE/ACM Transactions论文13篇。部分论文中的概念、方法和算法等均为首次提出,并得到国际学术界的认同。


(浙江省科技信息研究院科技传播中心葛晨  通讯员 钱昊)


 

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