[發明專利]基于AADL的面向CPS的建模方法

在審

• 申請號: 201710514114.1
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107526865A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 曹雪岳;李揭陽;張福高
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔,徐曉鷺

1.基于AADL的面向CPS的建模方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一，首先，對航空標準AS5506即AADL的基本建模元素、建模流程進行梳理，并對信息物理融合系統CPS系統特點、建模需求進行研究分析，歸納得到AADL對CPS中大量數據和并發、不確定關系缺乏形式化描述的不足；

步驟二，接著，基于形式化規格說明語言Z對AADL行為附件進行補充，為AADL添加對變量約束的Z模式，對數據進行形式化的描述來對其進行約束，實現對CPS中大量數據變量的約束；

步驟三，最后，基于進程演算對AADL進行擴充，為AADL添加并發、不確定以及動作約束算子的形式化描述，對動態并發、不確定的因素進行建模，提出一種能夠描述CPS系統行為的體系結構建模規范CPS-AADL。

2.根據權利要求1所述的基于AADL的面向CPS的建模方法，其特征在于，所述CPS的建模需求具體包括：

1)系統結構建模需求，CPS的架構級建模主要系統的硬件架構和軟件架構兩個方面對系統進行設計，架構級設計是整個系統設計的基礎；

2)數據約束建模需求，CPS以數據為中心，CPS計算系統和物理系統交互過程中產生大量數據，各個層級的構件與子系統都圍繞數據融合向上提供服務，最終得到全面精確的事件信息；對應AADL建模規范中沒有對數據約束形式化描述的部分；

3)并發行為建模需求，CPS不同子系統之間存在并發及不確定選擇行為，根據事件間的同步與異步關系對CPS建模。

3.根據權利要求1所述的基于AADL的面向CPS的建模方法，其特征在于，所述AADL的基本建模元素定義了3類構件，包括軟件構件、執行平臺構件以及系統構件。

4.根據權利要求1所述的基于AADL的面向CPS的建模方法，其特征在于，所述對數據進行形式化規格說明語言Z的描述具體為：首先對行為附件的狀態空間進行描述，接下來運用Z模式的操作模式對行為附件的狀態遷移進行描述。

5.根據權利要求3所述的基于AADL的面向CPS的建模方法，其特征在于，所述基于進程演算對AADL進行擴充，為AADL添加并發、不確定以及動作約束算子的形式化描述具體為：定義并發算子、標號遷移系統、并發算子的操作語義、動作約束算子、動作約束算子的操作語義、不確定選擇算子、動作約束算子的操作語義。