[发明专利]一种基于SysML的智慧城市场景建模方法有效

专利信息
申请号: 202110317825.6 申请日: 2021-03-25
公开(公告)号: CN113010160B 公开(公告)日: 2023-06-09
发明(设计)人: 李尚函;潘星;李大庆;陈云丰;李跃虹;邓宏旭;苏涵;朱德宝 申请(专利权)人: 云南省设计院集团有限公司;北京航空航天大学云南创新研究院
主分类号: G06F8/30 分类号: G06F8/30;G16Y40/10;G16Y40/20
代理公司: 昆明顺新图盛专利代理事务所(特殊普通合伙) 53213 代理人: 廖萍
地址: 650101 *** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 sysml 智慧 城市 场景 建模 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于SysML的智慧城市场景建模方法,其步骤包括:步骤A:对智慧城市应用场景的功能需求进行分析归纳,使用自然语言描述组成场景的要素;步骤B:通过MBSE方法和SysML建模语言,抽象化描述现实域中的场景以及动静态参数,实现现实域到模型域的映射,建立该场景的描述模型;步骤C:使用多场景多模式方法来分析步骤B中的场景描述模型,对其进行优化,得到该场景的自适应物理模型。本发明实现了数字化建模代替设计文档,使对系统结构、功能、性能、参数等的描述更加清晰明了,提高了沟通效率和理解力,有利于驱动仿真和模型验证;有利于建模的准确性和覆盖性,实现碎片化应用场景的统一描述;快速构建新的智慧城市应用场景,减少应用场景建设过程中的资源浪费。

技术领域

本发明提供一种基于SysML的智慧城市场景建模方法,尤其是涉及一种用基于模型的系统工程方法和SysML建模语言来描述智慧城市不同场景下需求与功能的方法,属于系统建模方法领域。

背景技术

近些年来随着云计算、物联网等技术的不断发展和应用,使得实现全面感知、可靠传递和智能化处理已经成为可能,现代城市已经不断进化为一类复杂开放的巨系统,智慧城市即是在新一代信息技术发展、知识社会创新下的新的城市形态。基于互联网、云计算以及大数据、社交网络、综合集成法等新一代信息技术,智慧城市可以实现全面感知、泛在互联、智能融合以及持续创新。然而目前智慧城市应用场景中,基础软硬件存在严重的碎片化问题,原因在于建设时大多以项目形式进行感知终端、传感器、边缘计算节点等设备铺设,不同单位设计差异导致持续性较差,且项目间相互独立,造成大量的资源浪费(数据、设备、软件等)。综上所述,要解决基础软硬件的碎片化问题,就必须先使用统一的建模语言,建立通用的智能感知信息模型,解决场景碎片化问题,以此来指导后续智慧城市物联网架构设计。

传统的系统工程建模方法采用的是基于文档的系统工程方法,通过使用一系列基于自然语言的、以文本格式为主的文档组成系统架构,然而随着时间的推进,基于文档的系统工程必然会产生大量的不同版本的文档,这不仅会给文档的管理和信息的查找、更改带来困难,而且难以保证相关信息在不同文档中的一致性。因此,基于模型的系统工程(MBSE)成为一种解决上述问题的重要手段。此外,现有的针对复杂系统的建模方法包括复杂网络、Petri网、元模型方法等等,但是这些针对复杂系统的建模方法用作智慧城市的场景建模在有效性和合理性上存在问题。因此,MBSE方法在对智慧城市的场景建模上具有天然的优越性和适配性。

统一建模语言UML(United Modeling Language)是面向对象的标准建模语言,自1997年11月17日被OMG(Object Management Group)批准为标准以来,UML已经获得工业界、科技界和应用界的广泛支持。同时UML自身也在不断地发展和完善,目前的最新版本是UML2.0。因此,为了满足系统工程的实际需要,国际系统工程学会INCOSE(InternationalCouncil on Systems Engineering)和对象管理组织OMG决定在对UML2.0的子集进行重用和扩展的基础上,提出一种新的系统建模语言——SysML(Systems Modeling Language),作为系统工程的标准建模语言。和UML用来统一软件工程中使用的建模语言一样,SysML的目的是统一系统工程中使用的建模语言,该语言形式化表示方法的好处有:首先提高了描述的正确性;其次减少了描述的二义性和不一致性;最后增强了描述的可读性。但语言的完全形式化是极为复杂的,为了保持描述的清晰易懂,SysML和UML一样在给出自身的语义说明时采用了半形式化的描述方法。

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