胡曉靜，劉士喜，馬 駿

（滁州學(xué)院計(jì)算機(jī)與信算工程學(xué)院，安徽滁州 239000）

PNML到SVG矢量圖轉(zhuǎn)換的研究與實(shí)現(xiàn)

胡曉靜，劉士喜，馬 駿

（滁州學(xué)院計(jì)算機(jī)與信算工程學(xué)院，安徽滁州 239000）

針對Petri網(wǎng)的圖形化表現(xiàn)形式，討論了運(yùn)用XSLT樣式表把基于PNML文件的Petri網(wǎng)圖形轉(zhuǎn)換為SVG矢量圖的方法，給出從Petri網(wǎng)圖形到SVG矢量圖轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。結(jié)合應(yīng)用實(shí)例借助PNK（Petri Net Kernel）工具建立模型并進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了方法的有效性。

Petri網(wǎng)；PNML文件；SVG矢量圖；XSLT樣式表

Petri網(wǎng)是描述分布式系統(tǒng)的建模與分析工具，已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。Petri網(wǎng)軟件工具非常豐富，使用的文件格式也不統(tǒng)一，這種現(xiàn)象致使對同一個系統(tǒng)建模的結(jié)果也不同。2000年在Petri網(wǎng)理論和應(yīng)用國際會議上提出制定基于XML語言的文件交換標(biāo)準(zhǔn)，PNML（Petri Net Markup Language，Petri網(wǎng)標(biāo)記語言）是其中的一個解決方案［1］。

PNML是基于XML的Petri網(wǎng)文件交換格式，提供一種在不同Petri網(wǎng)工具間交換信息的途徑，實(shí)現(xiàn)了Petri網(wǎng)工具的互操作性。作為建模工具Petri網(wǎng)直觀的圖形化表示使其易于理解，然而如何實(shí)現(xiàn)Petri網(wǎng)模型在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行有效傳輸顯得尤為必要。SVG是基于XML的文本式可伸縮矢量圖形語言描述規(guī)范，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，并能夠描述任意復(fù)雜的圖像。由于PNML和SVG都是基于XML的標(biāo)準(zhǔn)，因此可利用XLST（Extensible Stylesheet Language Transformations）互相轉(zhuǎn)化。本文在參考文獻(xiàn)［2］和文獻(xiàn)［3］的研究基礎(chǔ)上給出利用XSLT樣式表將PNML文件轉(zhuǎn)換為SVG矢量圖的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

1 PNML、SVG概念及結(jié)構(gòu)

1.1 PNML概念及結(jié)構(gòu)［2］

PNML的體系結(jié)構(gòu)包括元模型、類型和特征定義、協(xié)議文檔和Petri網(wǎng)文件等部分。PNML把Petri網(wǎng)看成一個貼了標(biāo)簽的有向圖，所有的數(shù)據(jù)能被儲存到網(wǎng)、網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)和弧的標(biāo)簽中。圖1給出了PNML各個組成部分及其相互關(guān)系。

元模型定義了PNML文件的基本結(jié)構(gòu)，類型定義接口允許定義符合元模型的新Petri網(wǎng)類型，特征定義接口允許定義Petri網(wǎng)的新特征。協(xié)議文檔定義了所有符合XML語法的PNML標(biāo)簽，利用協(xié)議文檔可以保證相同的標(biāo)簽在所有的PNML文件中有相同含義。Petri網(wǎng)類型定義（Petri Net Type Definition，PNTD）是根據(jù)協(xié)議文檔中的標(biāo)簽定義某種具體Petri網(wǎng)類型的合法標(biāo)簽，Petri網(wǎng)根據(jù)PNTD中定義的標(biāo)簽描述PNML文件。

圖1 PNML組成部分及關(guān)系

元模型定義了PNML文件的結(jié)構(gòu)，圖2顯示了用UML符號表示的元模型的組成部分及關(guān)系。其中Petri網(wǎng)文件是一個符合PNML規(guī)范的文件，一個Petri網(wǎng)文件可以包含多個Petri網(wǎng)。每個Petri網(wǎng)有Place、Transition、Arc、Label和Page等對象，每個對象有唯一的ID進(jìn)行標(biāo)識。標(biāo)簽表示對象的名稱、Place的初始標(biāo)記、Transition或Arc的權(quán)值等信息。由于Petri網(wǎng)的圖形特征，PNML文件中每個對象或標(biāo)簽都包含圖形信息。

圖2 PNML元模型

1.2 SVG

SVG中有專門用于矢量圖形描述的標(biāo)簽，包括矩形＜rect＞、圓＜circle＞、橢圓＜ellipse＞、直線＜line＞、折線＜polyline＞、多邊形＜polygon＞和文本（text）。此外SVG還支持圖形繪制中常用的由Bezier曲線定義的路徑描述和操作，其元素標(biāo)記為＜path＞。這些矢量圖形對象在SVG文件中以XML標(biāo)簽形式存在，PNML文件中采用XML標(biāo)簽描述Petri網(wǎng)的庫所、變遷和弧等對象，因此可以借助XSLT樣式表實(shí)現(xiàn)PNML文件到SVG圖形的轉(zhuǎn)換。

2 PNML文件和轉(zhuǎn)換原理

2.1 PNML文件

圖3顯示了一個簡單的庫所／變遷網(wǎng)。對應(yīng)的PNML文件片段如表1所示。

圖3 Petri網(wǎng)模型

表1 PNML文件片段

＜pnml＞＜／pnml＞標(biāo)簽分別表示PNML文件的開始和結(jié)束。文檔中包含了一個P／T網(wǎng)，以＜net＞＜／net＞標(biāo)簽表示。一個PNML文檔中可以包含多個Petri網(wǎng)，每個網(wǎng)用id屬性唯一標(biāo)識，type屬性的取值是具體的Petri網(wǎng)類型，例如PTNet。

本例中的網(wǎng)包含兩個庫所對象、一個變遷和兩條弧對象，分別用＜place＞、＜transition＞和＜arc＞標(biāo)簽表示，每個對象使用id屬性唯一標(biāo)識。＜marking＞標(biāo)簽描述庫所的token的信息，＜inscription＞標(biāo)簽描述弧上的權(quán)值。＜name＞標(biāo)簽描述了對象的名稱，＜value＞標(biāo)簽表示具體取值。＜graphics＞標(biāo)簽描述庫所、變遷和弧等對象的圖形信息。＜position＞標(biāo)簽采用笛卡爾坐標(biāo)系描述庫所和變遷的絕對位置，由于弧是一條由連續(xù)點(diǎn)組成的有向線段，＜position＞標(biāo)簽取線段中間點(diǎn)的坐標(biāo)描述弧的絕對位置。＜o(jì)ffset＞標(biāo)簽描述對象名稱、token值和弧權(quán)值等信息相對于對象本身絕對位置的偏移位置。

2.2 轉(zhuǎn)換原理

XSLT是一種對XML文檔進(jìn)行轉(zhuǎn)化的語言，是XSL（Extensible stylesheet language）規(guī)范的一部分，XSLT用于將一種XML文檔轉(zhuǎn)換為另外一種XML文檔，或者可被瀏覽器識別的其他類型的文檔。

PNML文件中的Place、Transition、Arc和Label等對象可以使用SVG圖形中的橢圓＜ellipse＞、矩形＜rect＞、路徑＜path＞和文本＜text＞對象描述。通過XSLT中定義的模板遞歸讀取Place、Transition、Arc和Label等對象信息，轉(zhuǎn)換為SVG矢量圖文件中對應(yīng)的圖形對象。Arc對象的轉(zhuǎn)換比較特殊，在SVG中沒有元素可以直接描述帶有箭頭的線段，因此借助SVG中的＜path＞元素分別繪制線段和箭頭。

下面根據(jù)具體的XSLT樣式單實(shí)現(xiàn)表1中的PNML文件轉(zhuǎn)換為可以在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)腟VG文本式矢量圖。

3 轉(zhuǎn)換實(shí)例

3.1 XSLT樣式表

表2是將Place對象轉(zhuǎn)換為SVG中的＜ellipse＞對象的XSLT文檔片段。建立模板遞歸讀?。紁lace＞標(biāo)簽的屬性、名稱、token值和位置等信息。

表2 Place轉(zhuǎn)換片段

表3是Transition對象轉(zhuǎn)換為SVG中的＜rect＞對象的XSLT文檔片段。

表3 Transition轉(zhuǎn)換片段

表4是Arc元素轉(zhuǎn)換為SVG文件中＜path＞對象的XSLT文件片段。

表4 Arc轉(zhuǎn)換片段

3.2 轉(zhuǎn)換結(jié)果

轉(zhuǎn)換后的SVG矢量圖形在瀏覽器中運(yùn)行結(jié)果如圖4所示。比較圖3中的基于PNML文件描述的Petri網(wǎng)模型和圖4中的SVG矢量圖，基本實(shí)現(xiàn)圖形的無差別轉(zhuǎn)換，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)效果。

圖4 SVG矢量圖在瀏覽器中運(yùn)行結(jié)果

4 結(jié)束語

通過建立Petri網(wǎng)模型實(shí)例并分析PNML文件各個對象，借助XSLT樣式表實(shí)現(xiàn)PNML文件到SVG矢量圖的轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該轉(zhuǎn)換方法的有效性，下一步考慮如何把復(fù)雜的多頁P(yáng)NML文件轉(zhuǎn)換為SVG矢量圖。

［1］R.Bastide，J.Billington，E.Kindler.Meeting on XML／SGML based Interchange Formats for Petri Nets，Arhus，Den－mark，June 2000.21st ICATPN.

［2］J.Billington，S.Christensen，K.van Hee.The Petri Net Markup Language：Concepts，technology，and tools［J］.In W.van der Aalst and E.Best，Application and Theory of Petri Nets 2003，24th International Conference，LNCS 2679，483－505.Springer，June 2003.

［3］C.Stehno.Petri Net Markup Language：Implementation and Application［J］.In J.Desel and M.Weske，editors，Promise 2002，Lecture Notes in Informatics P－21，18－30.Gesellschaft f¨ur Informatik，2002.

［4］J.Ferraiolo，F(xiàn).Jun，and D.Jackson（eds.）.Scalable Vector Graphics（SVG）1.1 Speci？cation.URL http：／／www.w3.org／TR／SVG11／，2003.

［5］Petri Net Kernel.http：／／www.informatik.hu－berlin.de／top／pnk／.2001／11／09.

［6］XSL Transformations（XSLT）Version 2.0.URL http：／／www.w3.org／TR／2005／WD－xslt20－20050211，2005.

［7］周建濤，邊曉軍.WF－net模型到PNML的轉(zhuǎn)換方法研究與實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)科學(xué).2010，37（12），96～98.

［8］吳哲輝.Petri網(wǎng)導(dǎo)論［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

Research on Transformation from PNML to SVG Graphics

Hu Xiaojing，Liu Shixi，Ma Jun
（School of Computer and Information Engineering，Chuzhou University，Chuzhou 239000，China）

Aiming at the graphic feature of Petri Nets，this paper discusses the transformation method from PNML file format based of Petri net to SVG vector graphics based on XSLT technology and depicts the implementation details.The result is verified by using the PNK tools to establish and simulate the model.

Petri Net；PNML file；SVG graphics；XSLT stylesheet

TP311

A

1673－1794（2011）05－0022－03

胡曉靜（1985－），女，合肥工業(yè)大學(xué)碩士，助教，研究方向：Petri網(wǎng)理論及應(yīng)用。

安徽省教育廳自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（KJ2011B116）；滁州學(xué)院自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2010kj016B）；滁州學(xué)院自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2011kj008B）

2011－03－24