[发明专利]一种CPS场景建模方法及装置

说明书

本发明公开了一种CPS场景建模方法及装置，涉及信息物理融合技术领域。用以解决现有的CPS系统存在不能对整个系统的所有场景本身建模的问题。该方法包括：根据CPS系统包括的至少一个场景的运行路径和组件，确定每条运行路径上的责任点，根据责任点与组件的关联关系，得到CPS系统的UCMs图；根据UCMs图确定CPS系统包括的第一工作场景以及与第一工作场景对应的第一初始化条件；根据第一初始化条件遍历UCMs图，得到与第一初始化条件对应第一工作场景以及第一工作场景包括的七元组信息；将七元组信息包括的起始点信息确定为起点，采用递归扫描算法遍历UCMs图，得到第一工作场景在CPS系统中的行为交互模型。

技术领域

本发明涉及信息物理融合技术领域，更具体的涉及一种CPS场景建模方法及装置。

背景技术

近年来，信息物理融合系统(CPS，Cyber-PhysicalSystems)已经在包括智能电网、智能交通系统、航空航天电子系统等领域取得了广泛的应用，而这些领域使用的大多数是安全攸关的系统，因此设计的CPS系统能否满足实际应用对安全性的属性约束对系统的推广与应用至关重要。

目前，基于模型的系统安全性分析方法已成为保障系统研发质量的重要方法和技术途径。然而，目前对CPS的建模方法主要是对系统结构和动态行为分别进行建模，从系统组成和运行时行为两个方面对其特征进行刻画和分析，以获得对其静态结构和动态行为较为完整的认知。但是，随着对CPS研究深入，系统设计过程中涉及到不同的研究场景，且不同场景所关注的系统行为也不同，采用的建模方法及建模语言也不同。然而对于整个系统而言需求规约是一致的，各个领域之间又是相互关联的，如何在模型层面刻画这种关联，实现多场景模型之间的协同设计已成为CPS形同建模中的一个难题。

综上所述，现有的CPS系统的建模方式都是对CPS系统特定场景下的系统结构和动态行为进行建模，存在不能对整个系统的所有场景本身建模的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种CPS场景建模方法及装置，用以解决现有的CPS系统的建模方式都是对CPS系统特定场景下的系统结构和动态行为进行建模，存在不能对整个系统的所有场景本身建模的问题。

本发明实施例提供一种CPS场景建模方法，包括：

根据CPS系统包括的至少一个场景的运行路径和组件，确定每条所述运行路径上的责任点，根据每个所述责任点发生的因果关系，确定每个所述责任点与所述组件的关联关系，根据所述责任点与所述组件的关联关系，得到所述CPS系统的UCMs图；

根据所述UCMs图确定所述CPS系统包括的第一工作场景以及与所述第一工作场景对应的第一初始化条件；根据所述第一初始化条件，遍历所述UCMs图，得到与所述第一初始化条件对应所述第一工作场景以及所述第一工作场景包括的七元组信息；

将所述七元组信息包括的起始点信息确定为起点，采用递归扫描算法遍历所述UCMs图，得到所述第一工作场景在所述CPS系统中的行为交互模型。

进一步地，所述运行路径包括至少一个与分支和/或至少一个或分支；

所述将所述七元组信息包括的起始点信息确定为起点，采用递归扫描算法遍历所述UCMs图，得到所述第一工作场景在所述CPS系统中的行为交互模型，具体包括：

在与所述第一工作场景对应的第一运行路径上，将所述起始点信息确定为所述第一运行路径的起点，采用所述递归算法遍历所述第一运行路径，根据所述第一运行路径包括的所述与分支和所述或分支的组合，生成所述第一运行路径包括的全部交互信息，根据全部所述交互信息得到所述第一工作场景在所述CPS系统中的行为交互模型。

进一步地，所述七元组信息包括：场景的名称，场景是否包括父子关系，场景被触发条件，场景执行后结果，初始化条件，所述起始点和出口点。

本发明实施例还提供一种CPS场景建模装置，包括：