[發(fā)明專利]信息物理融合系統(tǒng)CPS的建模方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410006569.9
• 申請(qǐng)日: 2014-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN103678834B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廣泉;張建寧;戎玫;魏慧;顧玉磊;徐成凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G08G1/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 常亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建模技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的建模方法及裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著嵌入式計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，深度融合以上各種技術(shù)的信息物理融合系統(tǒng)（Cyber-Physical System，CPS）應(yīng)運(yùn)而生；

其中，上述CPS在交通管理、電力水利、健康醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)控、工業(yè)生產(chǎn)以及國(guó)防生產(chǎn)等領(lǐng)域，得到了廣泛的應(yīng)用；同時(shí)由于上述領(lǐng)域大多對(duì)實(shí)時(shí)性和安全性等要求較高，因此如何保證CPS的性能成為一個(gè)研究重點(diǎn)；而在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)對(duì)CPS模型的研究，即可得出CPS的性能；因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，如何對(duì)CPS建模是亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供信息物理融合系統(tǒng)CPS的建模方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)CPS的建模。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的建模方法，包括：

分析信息物理融合系統(tǒng)CPS的功能需求，獲得N個(gè)目標(biāo)功能需求；其中，所述N為整數(shù)；

分別建立所述N個(gè)目標(biāo)功能需求的N個(gè)原子服務(wù)模型；

組合所述N個(gè)原子服務(wù)模型，獲得組合服務(wù)模型。

優(yōu)選的，針對(duì)任一目標(biāo)功能需求，其建立原子服務(wù)模型的過(guò)程，包括：

為所述目標(biāo)功能需求分配唯一的標(biāo)識(shí)符和通信端口；

利用混成自動(dòng)機(jī)模型HA=(Q,X,Init,m,Inv,Jump)對(duì)所述目標(biāo)功能需求進(jìn)行描述；其中，所述Q表示在所述目標(biāo)功能需求中離散狀態(tài)變量的集合；所述X表示在所述目標(biāo)功能需求中連續(xù)狀態(tài)變量的集合；所述Init表示所建立的原子服務(wù)模型的初始狀態(tài)的集合，且；所述m表示在每個(gè)離散狀態(tài)下連續(xù)動(dòng)態(tài)方程的集合；Inv表示每個(gè)離散狀態(tài)的不變集；Jump表示跳轉(zhuǎn)關(guān)系集合；

利用所述標(biāo)識(shí)符、通信端口和HA建立所述原子服務(wù)模型。

優(yōu)選的，所述組合N個(gè)原子服務(wù)模型，獲得組合服務(wù)模型，包括：

分別將所述N個(gè)原子服務(wù)模型的遷移函數(shù)設(shè)置為f(s_i,p_i)=s_i+1；其中，s_i表示任一原子服務(wù)模型的可達(dá)狀態(tài)量，i=1,2,…,n；p_i表示任一原子服務(wù)模型的通信端口，i=1,2,…,n，且i及n均為整數(shù)；

為所述組合服務(wù)模型分配通信端口、遷移函數(shù)及服務(wù)狀態(tài)；其中，所述通信端口為所述N個(gè)原子服務(wù)模型所有通信端口的并集；所述遷移函數(shù)為所述N個(gè)原子服務(wù)模型所有遷移函數(shù)的并集；所述服務(wù)狀態(tài)為所述N個(gè)原子服務(wù)模型所有服務(wù)狀態(tài)的并集；

利用所述通信端口、遷移函數(shù)及服務(wù)狀態(tài)建立所述組合服務(wù)模型。

優(yōu)選的，在所述利用所述通信端口、遷移函數(shù)及服務(wù)狀態(tài)建立所述組合服務(wù)模型之后，還包括：設(shè)置所述組合服務(wù)模型的初始狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述設(shè)置所述組合服務(wù)模型的初始狀態(tài)之后，還包括：

當(dāng)所述組合服務(wù)模型的狀態(tài)量s_i在遷移函數(shù)及端口p_i，到達(dá)狀態(tài)量s_j時(shí)，驗(yàn)證所述組合服務(wù)模型內(nèi)的原子服務(wù)模型是否可利用遷移函數(shù)及端口p_i由狀態(tài)量s_i到達(dá)狀態(tài)量s_j；其中，i及j均為整數(shù)，且所述i不等于j；

當(dāng)可到達(dá)時(shí)，判定所述組合服務(wù)模型為正確的。

一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的建模裝置，包括：

分析模塊用于，分析信息物理融合系統(tǒng)CPS的功能需求，獲得N個(gè)目標(biāo)功能需求；其中，所述N為整數(shù)；

建立模塊用于，分別建立所述N個(gè)目標(biāo)功能需求的N個(gè)原子服務(wù)模型；

組合模塊用于，組合所述N個(gè)原子服務(wù)模型，獲得組合服務(wù)模型。

優(yōu)選的，針對(duì)任一目標(biāo)功能需求，所述建立模塊包括：

第一分配單元用于，為所述目標(biāo)功能需求分配唯一的標(biāo)識(shí)符和通信端口；

描述單元用于，利用混成自動(dòng)機(jī)模型HA=(Q,X,Init,m,Inv,Jump)對(duì)所述目標(biāo)功能需求進(jìn)行描述；其中，Q表示在所述目標(biāo)功能需求中離散狀態(tài)變量的集合；所述X表示在所述目標(biāo)功能需求中連續(xù)狀態(tài)變量的集合；所述Init表示所建立的原子服務(wù)模型的初始狀態(tài)的集合，且；所述m表示在每個(gè)離散狀態(tài)下連續(xù)動(dòng)態(tài)方程的集合；Inv表示每個(gè)離散狀態(tài)的不變集；Jump表示跳轉(zhuǎn)關(guān)系集合；

第一建立單元用于，利用所述標(biāo)識(shí)符、通信端口和HA建立所述原子服務(wù)模型。